memcg: Fix possible use-after-free in memcg_write_event_control()
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27
28 #include "disasm.h"
29
30 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
31 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
32         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
33 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
34 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
35 #include <linux/bpf_types.h>
36 #undef BPF_PROG_TYPE
37 #undef BPF_MAP_TYPE
38 #undef BPF_LINK_TYPE
39 };
40
41 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
42  * instruction by instruction and updates register/stack state.
43  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
44  *
45  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
46  * It rejects the following programs:
47  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
48  * - if loop is present (detected via back-edge)
49  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
50  * - out of bounds or malformed jumps
51  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
52  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
53  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
54  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
55  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
56  *
57  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
58  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
59  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
60  * copied to R1.
61  *
62  * All registers are 64-bit.
63  * R0 - return register
64  * R1-R5 argument passing registers
65  * R6-R9 callee saved registers
66  * R10 - frame pointer read-only
67  *
68  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
69  * and has type PTR_TO_CTX.
70  *
71  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
72  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
73  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
74  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
75  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
76  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
77  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
78  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
79  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
80  *
81  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
82  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
83  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
84  *
85  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
86  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
87  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
88  *
89  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
90  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
91  *
92  * registers used to pass values to function calls are checked against
93  * function argument constraints.
94  *
95  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
96  * It means that the register type passed to this function must be
97  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
98  * 'pointer to map element key'
99  *
100  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
101  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
102  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
103  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
104  *
105  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
106  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
107  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
108  * the helper function as a pointer to map element key.
109  *
110  * On the kernel side the helper function looks like:
111  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
112  * {
113  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
114  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
115  *    void *value;
116  *
117  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
118  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
119  *    the stack of eBPF program.
120  * }
121  *
122  * Corresponding eBPF program may look like:
123  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
124  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
125  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
126  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
127  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
128  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
129  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
130  *
131  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
132  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
133  * and were initialized prior to this call.
134  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
135  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
136  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
137  * returns either pointer to map value or NULL.
138  *
139  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
140  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
141  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
142  * branch. See check_cond_jmp_op().
143  *
144  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
145  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
146  *
147  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
148  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
149  * the BPF program:
150  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
151  *
152  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
153  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
154  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
155  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
156  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
157  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
158  *
159  * For each helper function that allocates a reference, such as
160  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
161  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
162  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
163  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
164  */
165
166 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
167 struct bpf_verifier_stack_elem {
168         /* verifer state is 'st'
169          * before processing instruction 'insn_idx'
170          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
171          */
172         struct bpf_verifier_state st;
173         int insn_idx;
174         int prev_insn_idx;
175         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
176         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
177         u32 log_pos;
178 };
179
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
182
183 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
184 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
185
186 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
187 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
188                                           POISON_POINTER_DELTA))
189 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
190
191 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
192 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
193
194 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
197 }
198
199 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
202 }
203
204 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
205                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
206 {
207         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
208         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
209         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
210                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
221 }
222
223 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
226 }
227
228 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
229 {
230         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
231
232         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
233                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
234 }
235
236 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
237 {
238         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
239                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
240 }
241
242 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
243 {
244         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
245                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
246 }
247
248 struct bpf_call_arg_meta {
249         struct bpf_map *map_ptr;
250         bool raw_mode;
251         bool pkt_access;
252         u8 release_regno;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265         struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc;
266         u8 uninit_dynptr_regno;
267 };
268
269 struct btf *btf_vmlinux;
270
271 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
272
273 static const struct bpf_line_info *
274 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
275 {
276         const struct bpf_line_info *linfo;
277         const struct bpf_prog *prog;
278         u32 i, nr_linfo;
279
280         prog = env->prog;
281         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
282
283         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
284                 return NULL;
285
286         linfo = prog->aux->linfo;
287         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
288                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
289                         break;
290
291         return &linfo[i - 1];
292 }
293
294 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
295                        va_list args)
296 {
297         unsigned int n;
298
299         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
300
301         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
302                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
306
307                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
308                 return;
309         }
310
311         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
312         log->kbuf[n] = '\0';
313         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
314                 log->len_used += n;
315         else
316                 log->ubuf = NULL;
317 }
318
319 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
320 {
321         char zero = 0;
322
323         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
324                 return;
325
326         log->len_used = new_pos;
327         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
328                 log->ubuf = NULL;
329 }
330
331 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
332  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
333  * so the user can figure out what's wrong with the program
334  */
335 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
336                                            const char *fmt, ...)
337 {
338         va_list args;
339
340         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
341                 return;
342
343         va_start(args, fmt);
344         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
345         va_end(args);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
348
349 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
350 {
351         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
352         va_list args;
353
354         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
355                 return;
356
357         va_start(args, fmt);
358         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
359         va_end(args);
360 }
361
362 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
363                             const char *fmt, ...)
364 {
365         va_list args;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         va_start(args, fmt);
371         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
372         va_end(args);
373 }
374 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
375
376 static const char *ltrim(const char *s)
377 {
378         while (isspace(*s))
379                 s++;
380
381         return s;
382 }
383
384 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
385                                          u32 insn_off,
386                                          const char *prefix_fmt, ...)
387 {
388         const struct bpf_line_info *linfo;
389
390         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
391                 return;
392
393         linfo = find_linfo(env, insn_off);
394         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
395                 return;
396
397         if (prefix_fmt) {
398                 va_list args;
399
400                 va_start(args, prefix_fmt);
401                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
402                 va_end(args);
403         }
404
405         verbose(env, "%s\n",
406                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
407                                          linfo->line_off)));
408
409         env->prev_linfo = linfo;
410 }
411
412 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
413                                    struct bpf_reg_state *reg,
414                                    struct tnum *range, const char *ctx,
415                                    const char *reg_name)
416 {
417         char tn_buf[48];
418
419         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
420         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
421                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
422                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
423         } else {
424                 verbose(env, "has unknown scalar value");
425         }
426         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
427         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
428 }
429
430 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         type = base_type(type);
433         return type == PTR_TO_PACKET ||
434                type == PTR_TO_PACKET_META;
435 }
436
437 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
438 {
439         return type == PTR_TO_SOCKET ||
440                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
443 }
444
445 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
446 {
447         return type == PTR_TO_SOCKET ||
448                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
449                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
450                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
451                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
452 }
453
454 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
455 {
456         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
457                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
458 }
459
460 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
461 {
462         type = base_type(type);
463         return type == PTR_TO_SOCKET || type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
464                 type == PTR_TO_MEM || type == PTR_TO_BTF_ID;
465 }
466
467 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
468 {
469         return type & MEM_RDONLY;
470 }
471
472 static bool type_may_be_null(u32 type)
473 {
474         return type & PTR_MAYBE_NULL;
475 }
476
477 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
478                                 const struct bpf_map *map)
479 {
480         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
481
482         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
483             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
484             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
485             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
486             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
487                 return true;
488
489         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
490             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
491              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
492                 return true;
493
494         return false;
495 }
496
497 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
498 {
499         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
500                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
501                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
502                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
503                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
504                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
505                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
506                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
507 }
508
509 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
512 }
513
514 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
515                                         const struct bpf_map *map)
516 {
517         int ref_obj_uses = 0;
518
519         if (is_ptr_cast_function(func_id))
520                 ref_obj_uses++;
521         if (is_acquire_function(func_id, map))
522                 ref_obj_uses++;
523         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
524                 ref_obj_uses++;
525
526         return ref_obj_uses > 1;
527 }
528
529 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
530 {
531         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
532                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
533                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
534 }
535
536 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
537  *
538  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
539  * statement.
540  */
541 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
542                                 enum bpf_reg_type type)
543 {
544         char postfix[16] = {0}, prefix[32] = {0};
545         static const char * const str[] = {
546                 [NOT_INIT]              = "?",
547                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
548                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
549                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
550                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
551                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
552                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
553                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
554                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
555                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
556                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
557                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
558                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
559                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
560                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
561                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
562                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
563                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
564                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
565                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
566                 [PTR_TO_DYNPTR]         = "dynptr_ptr",
567         };
568
569         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
570                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
571                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
572                 else
573                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
574         }
575
576         if (type & MEM_RDONLY)
577                 strncpy(prefix, "rdonly_", 32);
578         if (type & MEM_ALLOC)
579                 strncpy(prefix, "alloc_", 32);
580         if (type & MEM_USER)
581                 strncpy(prefix, "user_", 32);
582         if (type & MEM_PERCPU)
583                 strncpy(prefix, "percpu_", 32);
584         if (type & PTR_UNTRUSTED)
585                 strncpy(prefix, "untrusted_", 32);
586
587         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
588                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
589         return env->type_str_buf;
590 }
591
592 static char slot_type_char[] = {
593         [STACK_INVALID] = '?',
594         [STACK_SPILL]   = 'r',
595         [STACK_MISC]    = 'm',
596         [STACK_ZERO]    = '0',
597         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
598 };
599
600 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
601                            enum bpf_reg_liveness live)
602 {
603         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
604             verbose(env, "_");
605         if (live & REG_LIVE_READ)
606                 verbose(env, "r");
607         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
608                 verbose(env, "w");
609         if (live & REG_LIVE_DONE)
610                 verbose(env, "D");
611 }
612
613 static int get_spi(s32 off)
614 {
615         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
616 }
617
618 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
619 {
620         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
621
622         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
623          * within [0, allocated_stack).
624          *
625          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
626          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
627          * spi and the second slot will be at spi - 1.
628          */
629         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
630 }
631
632 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
633                                    const struct bpf_reg_state *reg)
634 {
635         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
636
637         return cur->frame[reg->frameno];
638 }
639
640 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
641 {
642         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
643 }
644
645 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
646 {
647         env->scratched_regs |= 1U << regno;
648 }
649
650 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
651 {
652         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
653 }
654
655 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
656 {
657         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
658 }
659
660 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
661 {
662         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
663 }
664
665 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
666 {
667         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
668 }
669
670 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
671 {
672         env->scratched_regs = 0U;
673         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
674 }
675
676 /* Used for printing the entire verifier state. */
677 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
678 {
679         env->scratched_regs = ~0U;
680         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
681 }
682
683 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
684 {
685         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
686         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
687                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
688         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
689                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
690         default:
691                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
692         }
693 }
694
695 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
696 {
697         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
698 }
699
700 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
701                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
702 {
703         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
704         enum bpf_dynptr_type type;
705         int spi, i, id;
706
707         spi = get_spi(reg->off);
708
709         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
710                 return -EINVAL;
711
712         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
713                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
714                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
715         }
716
717         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
718         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
719                 return -EINVAL;
720
721         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = true;
722         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = type;
723         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = type;
724
725         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
726                 /* The id is used to track proper releasing */
727                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
728                 if (id < 0)
729                         return id;
730
731                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = id;
732                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = id;
733         }
734
735         return 0;
736 }
737
738 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
739 {
740         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
741         int spi, i;
742
743         spi = get_spi(reg->off);
744
745         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
746                 return -EINVAL;
747
748         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
749                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
750                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
751         }
752
753         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
754         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
755                 release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.id);
756                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
757                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = 0;
758         }
759
760         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = false;
761         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
762         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
763
764         return 0;
765 }
766
767 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
768 {
769         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
770         int spi = get_spi(reg->off);
771         int i;
772
773         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
774                 return true;
775
776         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
777                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
778                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
779                         return false;
780         }
781
782         return true;
783 }
784
785 bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env,
786                               struct bpf_reg_state *reg)
787 {
788         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
789         int spi = get_spi(reg->off);
790         int i;
791
792         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
793             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
794                 return false;
795
796         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
797                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
798                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
799                         return false;
800         }
801
802         return true;
803 }
804
805 bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env,
806                              struct bpf_reg_state *reg,
807                              enum bpf_arg_type arg_type)
808 {
809         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
810         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
811         int spi = get_spi(reg->off);
812
813         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
814         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
815                 return true;
816
817         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
818
819         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
820 }
821
822 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
823  * it was spilled to the stack.
824  */
825 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
826 {
827         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
828 }
829
830 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
831 {
832         if (*stype != STACK_INVALID)
833                 *stype = STACK_MISC;
834 }
835
836 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
837                                  const struct bpf_func_state *state,
838                                  bool print_all)
839 {
840         const struct bpf_reg_state *reg;
841         enum bpf_reg_type t;
842         int i;
843
844         if (state->frameno)
845                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
846         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
847                 reg = &state->regs[i];
848                 t = reg->type;
849                 if (t == NOT_INIT)
850                         continue;
851                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
852                         continue;
853                 verbose(env, " R%d", i);
854                 print_liveness(env, reg->live);
855                 verbose(env, "=");
856                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
857                         verbose(env, "P");
858                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
859                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
860                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
861                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
862                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
863                 } else {
864                         const char *sep = "";
865
866                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
867                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
868                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
869                         verbose(env, "(");
870 /*
871  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
872  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
873  */
874 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
875
876                         if (reg->id)
877                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
878                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t) && reg->ref_obj_id)
879                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
880                         if (t != SCALAR_VALUE)
881                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
882                         if (type_is_pkt_pointer(t))
883                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
884                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
885                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
886                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
887                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
888                                           reg->map_ptr->key_size,
889                                           reg->map_ptr->value_size);
890                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
891                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
892                                  * could be a pointer whose offset is too big
893                                  * for reg->off
894                                  */
895                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
896                         } else {
897                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
898                                     reg->smin_value != S64_MIN)
899                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
900                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
901                                     reg->smax_value != S64_MAX)
902                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
903                                 if (reg->umin_value != 0)
904                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
905                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
906                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
907                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
908                                         char tn_buf[48];
909
910                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
911                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
912                                 }
913                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
914                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
915                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
916                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
917                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
918                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
919                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
920                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
921                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
922                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
923                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
924                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
925                         }
926 #undef verbose_a
927
928                         verbose(env, ")");
929                 }
930         }
931         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
932                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
933                 bool valid = false;
934                 int j;
935
936                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
937                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
938                                 valid = true;
939                         types_buf[j] = slot_type_char[
940                                         state->stack[i].slot_type[j]];
941                 }
942                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
943                 if (!valid)
944                         continue;
945                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
946                         continue;
947                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
948                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
949                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
950                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
951                         t = reg->type;
952                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
953                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
954                                 verbose(env, "P");
955                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
956                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
957                 } else {
958                         verbose(env, "=%s", types_buf);
959                 }
960         }
961         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
962                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
963                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
964                         if (state->refs[i].id)
965                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
966         }
967         if (state->in_callback_fn)
968                 verbose(env, " cb");
969         if (state->in_async_callback_fn)
970                 verbose(env, " async_cb");
971         verbose(env, "\n");
972         mark_verifier_state_clean(env);
973 }
974
975 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
976 {
977         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
978                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
979 }
980
981 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
982                              const struct bpf_func_state *state)
983 {
984         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
985                 /* remove new line character */
986                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
987                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
988         } else {
989                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
990         }
991         print_verifier_state(env, state, false);
992 }
993
994 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
995  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
996  * the contents of dst.
997  *
998  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
999  * not be allocated.
1000  */
1001 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1002 {
1003         size_t bytes;
1004
1005         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1006                 goto out;
1007
1008         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1009                 return NULL;
1010
1011         if (ksize(dst) < bytes) {
1012                 kfree(dst);
1013                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
1014                 if (!dst)
1015                         return NULL;
1016         }
1017
1018         memcpy(dst, src, bytes);
1019 out:
1020         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1021 }
1022
1023 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1024  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1025  *
1026  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1027  */
1028 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1029 {
1030         void *new_arr;
1031
1032         if (!new_n || old_n == new_n)
1033                 goto out;
1034
1035         new_arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
1036         if (!new_arr) {
1037                 kfree(arr);
1038                 return NULL;
1039         }
1040         arr = new_arr;
1041
1042         if (new_n > old_n)
1043                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1044
1045 out:
1046         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1047 }
1048
1049 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1050 {
1051         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1052                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1053         if (!dst->refs)
1054                 return -ENOMEM;
1055
1056         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1061 {
1062         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1063
1064         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1065                                 GFP_KERNEL);
1066         if (!dst->stack)
1067                 return -ENOMEM;
1068
1069         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1074 {
1075         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1076                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1077         if (!state->refs)
1078                 return -ENOMEM;
1079
1080         state->acquired_refs = n;
1081         return 0;
1082 }
1083
1084 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1085 {
1086         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1087
1088         if (old_n >= n)
1089                 return 0;
1090
1091         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1092         if (!state->stack)
1093                 return -ENOMEM;
1094
1095         state->allocated_stack = size;
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1100  * this new pointer reference.
1101  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1102  * On failure, returns a negative errno.
1103  */
1104 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1105 {
1106         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1107         int new_ofs = state->acquired_refs;
1108         int id, err;
1109
1110         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1111         if (err)
1112                 return err;
1113         id = ++env->id_gen;
1114         state->refs[new_ofs].id = id;
1115         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1116         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1117
1118         return id;
1119 }
1120
1121 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1122 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1123 {
1124         int i, last_idx;
1125
1126         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1127         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1128                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1129                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1130                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1131                                 return -EINVAL;
1132                         if (last_idx && i != last_idx)
1133                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1134                                        sizeof(*state->refs));
1135                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1136                         state->acquired_refs--;
1137                         return 0;
1138                 }
1139         }
1140         return -EINVAL;
1141 }
1142
1143 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1144 {
1145         if (!state)
1146                 return;
1147         kfree(state->refs);
1148         kfree(state->stack);
1149         kfree(state);
1150 }
1151
1152 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1153 {
1154         kfree(state->jmp_history);
1155         state->jmp_history = NULL;
1156         state->jmp_history_cnt = 0;
1157 }
1158
1159 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1160                                 bool free_self)
1161 {
1162         int i;
1163
1164         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1165                 free_func_state(state->frame[i]);
1166                 state->frame[i] = NULL;
1167         }
1168         clear_jmp_history(state);
1169         if (free_self)
1170                 kfree(state);
1171 }
1172
1173 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1174  * when necessary to accommodate larger src stack
1175  */
1176 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1177                            const struct bpf_func_state *src)
1178 {
1179         int err;
1180
1181         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1182         err = copy_reference_state(dst, src);
1183         if (err)
1184                 return err;
1185         return copy_stack_state(dst, src);
1186 }
1187
1188 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1189                                const struct bpf_verifier_state *src)
1190 {
1191         struct bpf_func_state *dst;
1192         int i, err;
1193
1194         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1195                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1196                                             GFP_USER);
1197         if (!dst_state->jmp_history)
1198                 return -ENOMEM;
1199         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1200
1201         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1202         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1203                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1204                 dst_state->frame[i] = NULL;
1205         }
1206         dst_state->speculative = src->speculative;
1207         dst_state->curframe = src->curframe;
1208         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
1209         dst_state->branches = src->branches;
1210         dst_state->parent = src->parent;
1211         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1212         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1213         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1214                 dst = dst_state->frame[i];
1215                 if (!dst) {
1216                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1217                         if (!dst)
1218                                 return -ENOMEM;
1219                         dst_state->frame[i] = dst;
1220                 }
1221                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1222                 if (err)
1223                         return err;
1224         }
1225         return 0;
1226 }
1227
1228 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1229 {
1230         while (st) {
1231                 u32 br = --st->branches;
1232
1233                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1234                  * but see comment in push_stack(), hence:
1235                  */
1236                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1237                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1238                           br);
1239                 if (br)
1240                         break;
1241                 st = st->parent;
1242         }
1243 }
1244
1245 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1246                      int *insn_idx, bool pop_log)
1247 {
1248         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1249         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1250         int err;
1251
1252         if (env->head == NULL)
1253                 return -ENOENT;
1254
1255         if (cur) {
1256                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1257                 if (err)
1258                         return err;
1259         }
1260         if (pop_log)
1261                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1262         if (insn_idx)
1263                 *insn_idx = head->insn_idx;
1264         if (prev_insn_idx)
1265                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1266         elem = head->next;
1267         free_verifier_state(&head->st, false);
1268         kfree(head);
1269         env->head = elem;
1270         env->stack_size--;
1271         return 0;
1272 }
1273
1274 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1275                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1276                                              bool speculative)
1277 {
1278         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1279         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1280         int err;
1281
1282         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1283         if (!elem)
1284                 goto err;
1285
1286         elem->insn_idx = insn_idx;
1287         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1288         elem->next = env->head;
1289         elem->log_pos = env->log.len_used;
1290         env->head = elem;
1291         env->stack_size++;
1292         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1293         if (err)
1294                 goto err;
1295         elem->st.speculative |= speculative;
1296         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1297                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1298                         env->stack_size);
1299                 goto err;
1300         }
1301         if (elem->st.parent) {
1302                 ++elem->st.parent->branches;
1303                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1304                  * but
1305                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1306                  * instructions
1307                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1308                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1309                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1310                  * which might have large 'branches' count.
1311                  */
1312         }
1313         return &elem->st;
1314 err:
1315         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1316         env->cur_state = NULL;
1317         /* pop all elements and return */
1318         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1323 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1324         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1325 };
1326
1327 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1328                                 struct bpf_reg_state *reg);
1329
1330 /* This helper doesn't clear reg->id */
1331 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1332 {
1333         reg->var_off = tnum_const(imm);
1334         reg->smin_value = (s64)imm;
1335         reg->smax_value = (s64)imm;
1336         reg->umin_value = imm;
1337         reg->umax_value = imm;
1338
1339         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1340         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1341         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1342         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1343 }
1344
1345 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1346  * known to have the value @imm.
1347  */
1348 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1349 {
1350         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1351         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1352                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1353         ___mark_reg_known(reg, imm);
1354 }
1355
1356 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1357 {
1358         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1359         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1360         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1361         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1362         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1363 }
1364
1365 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1366  * used only on registers holding a pointer type.
1367  */
1368 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1369 {
1370         __mark_reg_known(reg, 0);
1371 }
1372
1373 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1374 {
1375         __mark_reg_known(reg, 0);
1376         reg->type = SCALAR_VALUE;
1377 }
1378
1379 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1380                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1381 {
1382         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1383                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1384                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1385                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1386                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1387                 return;
1388         }
1389         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1390 }
1391
1392 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1393 {
1394         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1395                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1396
1397                 if (map->inner_map_meta) {
1398                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1399                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1400                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1401                          * as UID of the inner map.
1402                          */
1403                         if (map_value_has_timer(map->inner_map_meta))
1404                                 reg->map_uid = reg->id;
1405                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1406                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1407                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1408                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1409                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1410                 } else {
1411                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1412                 }
1413                 return;
1414         }
1415
1416         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1417 }
1418
1419 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1420 {
1421         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1422 }
1423
1424 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1425 {
1426         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1427                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1428 }
1429
1430 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1431 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1432                                     enum bpf_reg_type which)
1433 {
1434         /* The register can already have a range from prior markings.
1435          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1436          * origin.
1437          */
1438         return reg->type == which &&
1439                reg->id == 0 &&
1440                reg->off == 0 &&
1441                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1442 }
1443
1444 /* Reset the min/max bounds of a register */
1445 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1446 {
1447         reg->smin_value = S64_MIN;
1448         reg->smax_value = S64_MAX;
1449         reg->umin_value = 0;
1450         reg->umax_value = U64_MAX;
1451
1452         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1453         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1454         reg->u32_min_value = 0;
1455         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1456 }
1457
1458 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1459 {
1460         reg->smin_value = S64_MIN;
1461         reg->smax_value = S64_MAX;
1462         reg->umin_value = 0;
1463         reg->umax_value = U64_MAX;
1464 }
1465
1466 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1467 {
1468         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1469         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1470         reg->u32_min_value = 0;
1471         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1472 }
1473
1474 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1475 {
1476         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1477
1478         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1479         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1480                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1481         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1482         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1483                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1484         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1485         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1486                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1487 }
1488
1489 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1490 {
1491         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1492         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1493                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1494         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1495         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1496                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1497         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1498         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1499                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1500 }
1501
1502 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1503 {
1504         __update_reg32_bounds(reg);
1505         __update_reg64_bounds(reg);
1506 }
1507
1508 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1509 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1510 {
1511         /* Learn sign from signed bounds.
1512          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1513          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1514          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1515          */
1516         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1517                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1518                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1519                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1520                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1521                 return;
1522         }
1523         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1524          * boundary, so we must be careful.
1525          */
1526         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1527                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1528                  * is positive, hence safe.
1529                  */
1530                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1531                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1532                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1533         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1534                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1535                  * is negative, hence safe.
1536                  */
1537                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1538                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1539                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1540         }
1541 }
1542
1543 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1544 {
1545         /* Learn sign from signed bounds.
1546          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1547          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1548          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1549          */
1550         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1551                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1552                                                           reg->umin_value);
1553                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1554                                                           reg->umax_value);
1555                 return;
1556         }
1557         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1558          * boundary, so we must be careful.
1559          */
1560         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1561                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1562                  * is positive, hence safe.
1563                  */
1564                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1565                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1566                                                           reg->umax_value);
1567         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1568                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1569                  * is negative, hence safe.
1570                  */
1571                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1572                                                           reg->umin_value);
1573                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1574         }
1575 }
1576
1577 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1578 {
1579         __reg32_deduce_bounds(reg);
1580         __reg64_deduce_bounds(reg);
1581 }
1582
1583 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1584 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1585 {
1586         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1587                                                tnum_range(reg->umin_value,
1588                                                           reg->umax_value));
1589         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1590                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1591                                                            reg->u32_max_value));
1592
1593         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1594 }
1595
1596 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1597 {
1598         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1599         __update_reg_bounds(reg);
1600         /* We might have learned something about the sign bit. */
1601         __reg_deduce_bounds(reg);
1602         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1603         __reg_bound_offset(reg);
1604         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1605          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1606          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1607          */
1608         __update_reg_bounds(reg);
1609 }
1610
1611 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1612 {
1613         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1614 }
1615
1616 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1617 {
1618         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1619         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1620
1621         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1622          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1623          * from tnum.
1624          */
1625         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1626             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1627                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1628                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1629         } else {
1630                 reg->smin_value = 0;
1631                 reg->smax_value = U32_MAX;
1632         }
1633 }
1634
1635 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1636 {
1637         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1638          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1639          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1640          */
1641         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1642                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1643         } else {
1644                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1645                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1646                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1647                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1648                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1649                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1650                  */
1651                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1652         }
1653         reg_bounds_sync(reg);
1654 }
1655
1656 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1657 {
1658         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1659 }
1660
1661 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1662 {
1663         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1664 }
1665
1666 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1667 {
1668         __mark_reg32_unbounded(reg);
1669         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1670                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1671                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1672         }
1673         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1674                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1675                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1676         }
1677         reg_bounds_sync(reg);
1678 }
1679
1680 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1681 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1682                                struct bpf_reg_state *reg)
1683 {
1684         /*
1685          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1686          * padding between 'type' and union
1687          */
1688         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1689         reg->type = SCALAR_VALUE;
1690         reg->var_off = tnum_unknown;
1691         reg->frameno = 0;
1692         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1693         __mark_reg_unbounded(reg);
1694 }
1695
1696 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1697                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1698 {
1699         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1700                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1701                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1702                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1703                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1704                 return;
1705         }
1706         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1707 }
1708
1709 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1710                                 struct bpf_reg_state *reg)
1711 {
1712         __mark_reg_unknown(env, reg);
1713         reg->type = NOT_INIT;
1714 }
1715
1716 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1717                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1718 {
1719         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1720                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1721                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1722                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1723                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1724                 return;
1725         }
1726         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1727 }
1728
1729 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1730                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1731                             enum bpf_reg_type reg_type,
1732                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1733                             enum bpf_type_flag flag)
1734 {
1735         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1736                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1737                 return;
1738         }
1739         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1740         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1741         regs[regno].btf = btf;
1742         regs[regno].btf_id = btf_id;
1743 }
1744
1745 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1746 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1747                            struct bpf_func_state *state)
1748 {
1749         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1750         int i;
1751
1752         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1753                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1754                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1755                 regs[i].parent = NULL;
1756                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1757         }
1758
1759         /* frame pointer */
1760         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1761         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1762         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1763 }
1764
1765 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1766 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1767                             struct bpf_func_state *state,
1768                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1769 {
1770         state->callsite = callsite;
1771         state->frameno = frameno;
1772         state->subprogno = subprogno;
1773         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
1774         init_reg_state(env, state);
1775         mark_verifier_state_scratched(env);
1776 }
1777
1778 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1779 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1780                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1781                                                 int subprog)
1782 {
1783         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1784         struct bpf_func_state *frame;
1785
1786         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1787         if (!elem)
1788                 goto err;
1789
1790         elem->insn_idx = insn_idx;
1791         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1792         elem->next = env->head;
1793         elem->log_pos = env->log.len_used;
1794         env->head = elem;
1795         env->stack_size++;
1796         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1797                 verbose(env,
1798                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1799                         env->stack_size);
1800                 goto err;
1801         }
1802         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1803          * The caller state doesn't matter.
1804          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1805          * Initialize it similar to do_check_common().
1806          */
1807         elem->st.branches = 1;
1808         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1809         if (!frame)
1810                 goto err;
1811         init_func_state(env, frame,
1812                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1813                         0 /* frameno within this callchain */,
1814                         subprog /* subprog number within this prog */);
1815         elem->st.frame[0] = frame;
1816         return &elem->st;
1817 err:
1818         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1819         env->cur_state = NULL;
1820         /* pop all elements and return */
1821         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1822         return NULL;
1823 }
1824
1825
1826 enum reg_arg_type {
1827         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1828         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1829         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1830 };
1831
1832 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1833 {
1834         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1835                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1836 }
1837
1838 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1839 {
1840         struct bpf_subprog_info *p;
1841
1842         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1843                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1844         if (!p)
1845                 return -ENOENT;
1846         return p - env->subprog_info;
1847
1848 }
1849
1850 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1851 {
1852         int insn_cnt = env->prog->len;
1853         int ret;
1854
1855         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1856                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1857                 return -EINVAL;
1858         }
1859         ret = find_subprog(env, off);
1860         if (ret >= 0)
1861                 return ret;
1862         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1863                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1864                 return -E2BIG;
1865         }
1866         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1867         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1868         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1869              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1870         return env->subprog_cnt - 1;
1871 }
1872
1873 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1874 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1875
1876 struct bpf_kfunc_desc {
1877         struct btf_func_model func_model;
1878         u32 func_id;
1879         s32 imm;
1880         u16 offset;
1881 };
1882
1883 struct bpf_kfunc_btf {
1884         struct btf *btf;
1885         struct module *module;
1886         u16 offset;
1887 };
1888
1889 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1890         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1891         u32 nr_descs;
1892 };
1893
1894 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1895         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1896         u32 nr_descs;
1897 };
1898
1899 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1900 {
1901         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1902         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1903
1904         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1905         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1906 }
1907
1908 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1909 {
1910         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1911         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1912
1913         return d0->offset - d1->offset;
1914 }
1915
1916 static const struct bpf_kfunc_desc *
1917 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1918 {
1919         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1920                 .func_id = func_id,
1921                 .offset = offset,
1922         };
1923         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1924
1925         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1926         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1927                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1928 }
1929
1930 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1931                                          s16 offset)
1932 {
1933         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
1934         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
1935         struct bpf_kfunc_btf *b;
1936         struct module *mod;
1937         struct btf *btf;
1938         int btf_fd;
1939
1940         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
1941         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
1942                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
1943         if (!b) {
1944                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
1945                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
1946                         return ERR_PTR(-E2BIG);
1947                 }
1948
1949                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
1950                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
1951                         return ERR_PTR(-EPROTO);
1952                 }
1953
1954                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
1955                                             offset * sizeof(btf_fd),
1956                                             sizeof(btf_fd)))
1957                         return ERR_PTR(-EFAULT);
1958
1959                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
1960                 if (IS_ERR(btf)) {
1961                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
1962                         return btf;
1963                 }
1964
1965                 if (!btf_is_module(btf)) {
1966                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
1967                         btf_put(btf);
1968                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1969                 }
1970
1971                 mod = btf_try_get_module(btf);
1972                 if (!mod) {
1973                         btf_put(btf);
1974                         return ERR_PTR(-ENXIO);
1975                 }
1976
1977                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1978                 b->btf = btf;
1979                 b->module = mod;
1980                 b->offset = offset;
1981
1982                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1983                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
1984         }
1985         return b->btf;
1986 }
1987
1988 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
1989 {
1990         if (!tab)
1991                 return;
1992
1993         while (tab->nr_descs--) {
1994                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
1995                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
1996         }
1997         kfree(tab);
1998 }
1999
2000 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2001 {
2002         if (offset) {
2003                 if (offset < 0) {
2004                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2005                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2006                          */
2007                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2008                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2009                 }
2010
2011                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2012         }
2013         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2014 }
2015
2016 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2017 {
2018         const struct btf_type *func, *func_proto;
2019         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2020         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2021         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2022         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2023         const char *func_name;
2024         struct btf *desc_btf;
2025         unsigned long call_imm;
2026         unsigned long addr;
2027         int err;
2028
2029         prog_aux = env->prog->aux;
2030         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2031         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2032         if (!tab) {
2033                 if (!btf_vmlinux) {
2034                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2035                         return -ENOTSUPP;
2036                 }
2037
2038                 if (!env->prog->jit_requested) {
2039                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2040                         return -ENOTSUPP;
2041                 }
2042
2043                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2044                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2045                         return -ENOTSUPP;
2046                 }
2047
2048                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2049                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2050                         return -EINVAL;
2051                 }
2052
2053                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2054                 if (!tab)
2055                         return -ENOMEM;
2056                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2057         }
2058
2059         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2060          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2061          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2062          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2063          * for such calls.
2064          */
2065         if (!func_id && !offset)
2066                 return 0;
2067
2068         if (!btf_tab && offset) {
2069                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2070                 if (!btf_tab)
2071                         return -ENOMEM;
2072                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2073         }
2074
2075         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2076         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2077                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2078                 return PTR_ERR(desc_btf);
2079         }
2080
2081         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2082                 return 0;
2083
2084         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2085                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2086                 return -E2BIG;
2087         }
2088
2089         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2090         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2091                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2092                         func_id);
2093                 return -EINVAL;
2094         }
2095         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2096         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2097                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2098                         func_id);
2099                 return -EINVAL;
2100         }
2101
2102         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2103         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2104         if (!addr) {
2105                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2106                         func_name);
2107                 return -EINVAL;
2108         }
2109
2110         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2111         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2112         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2113                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2114                         func_name);
2115                 return -EINVAL;
2116         }
2117
2118         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2119         desc->func_id = func_id;
2120         desc->imm = call_imm;
2121         desc->offset = offset;
2122         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2123                                      func_proto, func_name,
2124                                      &desc->func_model);
2125         if (!err)
2126                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2127                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2128         return err;
2129 }
2130
2131 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2132 {
2133         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2134         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2135
2136         if (d0->imm > d1->imm)
2137                 return 1;
2138         else if (d0->imm < d1->imm)
2139                 return -1;
2140         return 0;
2141 }
2142
2143 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2144 {
2145         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2146
2147         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2148         if (!tab)
2149                 return;
2150
2151         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2152              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2153 }
2154
2155 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2156 {
2157         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2158 }
2159
2160 const struct btf_func_model *
2161 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2162                          const struct bpf_insn *insn)
2163 {
2164         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2165                 .imm = insn->imm,
2166         };
2167         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2168         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2169
2170         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2171         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2172                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2173
2174         return res ? &res->func_model : NULL;
2175 }
2176
2177 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2178 {
2179         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2180         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2181         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2182
2183         /* Add entry function. */
2184         ret = add_subprog(env, 0);
2185         if (ret)
2186                 return ret;
2187
2188         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2189                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2190                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2191                         continue;
2192
2193                 if (!env->bpf_capable) {
2194                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2195                         return -EPERM;
2196                 }
2197
2198                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2199                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2200                 else
2201                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2202
2203                 if (ret < 0)
2204                         return ret;
2205         }
2206
2207         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2208          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2209          */
2210         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2211
2212         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2213                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2214                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2215
2216         return 0;
2217 }
2218
2219 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2220 {
2221         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2222         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2223         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2224         int insn_cnt = env->prog->len;
2225
2226         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2227         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2228         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2229         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2230                 u8 code = insn[i].code;
2231
2232                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2233                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2234                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2235                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2236                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2237                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2238                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2239                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2240                         goto next;
2241                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2242                         goto next;
2243                 off = i + insn[i].off + 1;
2244                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2245                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2246                         return -EINVAL;
2247                 }
2248 next:
2249                 if (i == subprog_end - 1) {
2250                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2251                          * the last insn of the subprog should be either exit
2252                          * or unconditional jump back
2253                          */
2254                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2255                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2256                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2257                                 return -EINVAL;
2258                         }
2259                         subprog_start = subprog_end;
2260                         cur_subprog++;
2261                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2262                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2263                 }
2264         }
2265         return 0;
2266 }
2267
2268 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2269  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2270  */
2271 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2272                          const struct bpf_reg_state *state,
2273                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2274 {
2275         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2276         int cnt = 0;
2277
2278         while (parent) {
2279                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2280                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2281                         break;
2282                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2283                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2284                                 reg_type_str(env, parent->type),
2285                                 parent->var_off.value, parent->off);
2286                         return -EFAULT;
2287                 }
2288                 /* The first condition is more likely to be true than the
2289                  * second, checked it first.
2290                  */
2291                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2292                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2293                         /* The parentage chain never changes and
2294                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2295                          * There is no need to keep walking the chain again and
2296                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2297                          * This case happens when the same register is read
2298                          * multiple times without writes into it in-between.
2299                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2300                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2301                          */
2302                         break;
2303                 /* ... then we depend on parent's value */
2304                 parent->live |= flag;
2305                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2306                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2307                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2308                 state = parent;
2309                 parent = state->parent;
2310                 writes = true;
2311                 cnt++;
2312         }
2313
2314         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2315                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2316         return 0;
2317 }
2318
2319 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2320  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2321  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2322  */
2323 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2324                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2325 {
2326         u8 code, class, op;
2327
2328         code = insn->code;
2329         class = BPF_CLASS(code);
2330         op = BPF_OP(code);
2331         if (class == BPF_JMP) {
2332                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2333                  * conservatively.
2334                  */
2335                 if (op == BPF_EXIT)
2336                         return true;
2337                 if (op == BPF_CALL) {
2338                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2339                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2340                          * don't care the register def because they are anyway
2341                          * marked as NOT_INIT already.
2342                          */
2343                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2344                                 return false;
2345                         /* Helper call will reach here because of arg type
2346                          * check, conservatively return TRUE.
2347                          */
2348                         if (t == SRC_OP)
2349                                 return true;
2350
2351                         return false;
2352                 }
2353         }
2354
2355         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2356             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2357             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2358                 return true;
2359
2360         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2361                 return false;
2362
2363         if (class == BPF_LDX) {
2364                 if (t != SRC_OP)
2365                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2366                 /* LDX source must be ptr. */
2367                 return true;
2368         }
2369
2370         if (class == BPF_STX) {
2371                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2372                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2373                  * asking about it.
2374                  */
2375                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2376                         return true;
2377                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2378         }
2379
2380         if (class == BPF_LD) {
2381                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2382
2383                 /* LD_IMM64 */
2384                 if (mode == BPF_IMM)
2385                         return true;
2386
2387                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2388                 if (t != SRC_OP)
2389                         return  false;
2390
2391                 /* Implicit ctx ptr. */
2392                 if (regno == BPF_REG_6)
2393                         return true;
2394
2395                 /* Explicit source could be any width. */
2396                 return true;
2397         }
2398
2399         if (class == BPF_ST)
2400                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2401                 return true;
2402
2403         /* Conservatively return true at default. */
2404         return true;
2405 }
2406
2407 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2408 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2409 {
2410         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2411         case BPF_JMP:
2412         case BPF_JMP32:
2413         case BPF_ST:
2414                 return -1;
2415         case BPF_STX:
2416                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2417                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2418                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2419                                 return BPF_REG_0;
2420                         else
2421                                 return insn->src_reg;
2422                 } else {
2423                         return -1;
2424                 }
2425         default:
2426                 return insn->dst_reg;
2427         }
2428 }
2429
2430 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2431 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2432 {
2433         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2434
2435         if (dst_reg == -1)
2436                 return false;
2437
2438         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2439 }
2440
2441 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2442                            struct bpf_reg_state *reg)
2443 {
2444         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2445
2446         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2447                 return;
2448
2449         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2450         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2451         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2452 }
2453
2454 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2455                          enum reg_arg_type t)
2456 {
2457         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2458         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2459         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2460         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2461         bool rw64;
2462
2463         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2464                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2465                 return -EINVAL;
2466         }
2467
2468         mark_reg_scratched(env, regno);
2469
2470         reg = &regs[regno];
2471         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2472         if (t == SRC_OP) {
2473                 /* check whether register used as source operand can be read */
2474                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2475                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2476                         return -EACCES;
2477                 }
2478                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2479                 if (regno == BPF_REG_FP)
2480                         return 0;
2481
2482                 if (rw64)
2483                         mark_insn_zext(env, reg);
2484
2485                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2486                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2487         } else {
2488                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2489                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2490                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2491                         return -EACCES;
2492                 }
2493                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2494                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2495                 if (t == DST_OP)
2496                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2497         }
2498         return 0;
2499 }
2500
2501 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2502 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2503                             struct bpf_verifier_state *cur)
2504 {
2505         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2506         struct bpf_idx_pair *p;
2507
2508         cnt++;
2509         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2510         if (!p)
2511                 return -ENOMEM;
2512         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2513         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2514         cur->jmp_history = p;
2515         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2516         return 0;
2517 }
2518
2519 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2520  * history then previous instruction came from straight line execution.
2521  */
2522 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2523                              u32 *history)
2524 {
2525         u32 cnt = *history;
2526
2527         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2528                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2529                 (*history)--;
2530         } else {
2531                 i--;
2532         }
2533         return i;
2534 }
2535
2536 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2537 {
2538         const struct btf_type *func;
2539         struct btf *desc_btf;
2540
2541         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2542                 return NULL;
2543
2544         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2545         if (IS_ERR(desc_btf))
2546                 return "<error>";
2547
2548         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2549         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2550 }
2551
2552 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2553  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2554  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2555  */
2556 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2557                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2558 {
2559         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2560                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2561                 .cb_print       = verbose,
2562                 .private_data   = env,
2563         };
2564         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2565         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2566         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2567         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2568         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2569         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2570         u32 spi;
2571
2572         if (insn->code == 0)
2573                 return 0;
2574         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2575                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2576                 verbose(env, "%d: ", idx);
2577                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2578         }
2579
2580         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2581                 if (!(*reg_mask & dreg))
2582                         return 0;
2583                 if (opcode == BPF_MOV) {
2584                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2585                                 /* dreg = sreg
2586                                  * dreg needs precision after this insn
2587                                  * sreg needs precision before this insn
2588                                  */
2589                                 *reg_mask &= ~dreg;
2590                                 *reg_mask |= sreg;
2591                         } else {
2592                                 /* dreg = K
2593                                  * dreg needs precision after this insn.
2594                                  * Corresponding register is already marked
2595                                  * as precise=true in this verifier state.
2596                                  * No further markings in parent are necessary
2597                                  */
2598                                 *reg_mask &= ~dreg;
2599                         }
2600                 } else {
2601                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2602                                 /* dreg += sreg
2603                                  * both dreg and sreg need precision
2604                                  * before this insn
2605                                  */
2606                                 *reg_mask |= sreg;
2607                         } /* else dreg += K
2608                            * dreg still needs precision before this insn
2609                            */
2610                 }
2611         } else if (class == BPF_LDX) {
2612                 if (!(*reg_mask & dreg))
2613                         return 0;
2614                 *reg_mask &= ~dreg;
2615
2616                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2617                  * Load from any other memory can be zero extended.
2618                  * The desire to keep that precision is already indicated
2619                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2620                  * No further tracking necessary.
2621                  */
2622                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2623                         return 0;
2624
2625                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2626                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2627                  * tracked with precision
2628                  */
2629                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2630                 if (spi >= 64) {
2631                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2632                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2633                         return -EFAULT;
2634                 }
2635                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2636         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2637                 if (*reg_mask & dreg)
2638                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2639                          * to access memory. It means backtracking
2640                          * encountered a case of pointer subtraction.
2641                          */
2642                         return -ENOTSUPP;
2643                 /* scalars can only be spilled into stack */
2644                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2645                         return 0;
2646                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2647                 if (spi >= 64) {
2648                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2649                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2650                         return -EFAULT;
2651                 }
2652                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2653                         return 0;
2654                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2655                 if (class == BPF_STX)
2656                         *reg_mask |= sreg;
2657         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2658                 if (opcode == BPF_CALL) {
2659                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2660                                 return -ENOTSUPP;
2661                         /* regular helper call sets R0 */
2662                         *reg_mask &= ~1;
2663                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2664                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2665                                  * they should have been found already.
2666                                  */
2667                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2668                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2669                                 return -EFAULT;
2670                         }
2671                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2672                         return -ENOTSUPP;
2673                 }
2674         } else if (class == BPF_LD) {
2675                 if (!(*reg_mask & dreg))
2676                         return 0;
2677                 *reg_mask &= ~dreg;
2678                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2679                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2680                  * into parent is necessary
2681                  */
2682                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2683                         /* to be analyzed */
2684                         return -ENOTSUPP;
2685         }
2686         return 0;
2687 }
2688
2689 /* the scalar precision tracking algorithm:
2690  * . at the start all registers have precise=false.
2691  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2692  * . once precise value of the scalar register is used in:
2693  *   .  ptr + scalar alu
2694  *   . if (scalar cond K|scalar)
2695  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2696  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2697  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2698  *   should be precise.
2699  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2700  *   are equivalent if both are not precise.
2701  *
2702  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2703  * since many different registers and stack slots could have been
2704  * used to compute single precise scalar.
2705  *
2706  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2707  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2708  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2709  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2710  *
2711  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2712  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2713  * All other branches will be explored for needing precision later.
2714  *
2715  * The backtracking needs to deal with cases like:
2716  *   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)
2717  * r9 -= r8
2718  * r5 = r9
2719  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2720  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2721  * r5 += 1
2722  * ...
2723  * call bpf_perf_event_output#25
2724  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2725  *
2726  * and this case:
2727  * r6 = 1
2728  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2729  * r0 += r6
2730  * if r0 == 0 goto
2731  *
2732  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2733  *
2734  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2735  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2736  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2737  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2738  *
2739  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2740  */
2741 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2742                                      struct bpf_verifier_state *st)
2743 {
2744         struct bpf_func_state *func;
2745         struct bpf_reg_state *reg;
2746         int i, j;
2747
2748         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2749          * pop_stack may still get !precise scalars.
2750          */
2751         for (; st; st = st->parent)
2752                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2753                         func = st->frame[i];
2754                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2755                                 reg = &func->regs[j];
2756                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2757                                         continue;
2758                                 reg->precise = true;
2759                         }
2760                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2761                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2762                                         continue;
2763                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2764                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2765                                         continue;
2766                                 reg->precise = true;
2767                         }
2768                 }
2769 }
2770
2771 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2772                                   int spi)
2773 {
2774         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2775         int first_idx = st->first_insn_idx;
2776         int last_idx = env->insn_idx;
2777         struct bpf_func_state *func;
2778         struct bpf_reg_state *reg;
2779         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2780         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2781         bool skip_first = true;
2782         bool new_marks = false;
2783         int i, err;
2784
2785         if (!env->bpf_capable)
2786                 return 0;
2787
2788         func = st->frame[st->curframe];
2789         if (regno >= 0) {
2790                 reg = &func->regs[regno];
2791                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2792                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2793                         return -EFAULT;
2794                 }
2795                 if (!reg->precise)
2796                         new_marks = true;
2797                 else
2798                         reg_mask = 0;
2799                 reg->precise = true;
2800         }
2801
2802         while (spi >= 0) {
2803                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
2804                         stack_mask = 0;
2805                         break;
2806                 }
2807                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2808                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2809                         stack_mask = 0;
2810                         break;
2811                 }
2812                 if (!reg->precise)
2813                         new_marks = true;
2814                 else
2815                         stack_mask = 0;
2816                 reg->precise = true;
2817                 break;
2818         }
2819
2820         if (!new_marks)
2821                 return 0;
2822         if (!reg_mask && !stack_mask)
2823                 return 0;
2824         for (;;) {
2825                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2826                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2827
2828                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2829                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2830                 for (i = last_idx;;) {
2831                         if (skip_first) {
2832                                 err = 0;
2833                                 skip_first = false;
2834                         } else {
2835                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2836                         }
2837                         if (err == -ENOTSUPP) {
2838                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2839                                 return 0;
2840                         } else if (err) {
2841                                 return err;
2842                         }
2843                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2844                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2845                                  * Since this state is already marked, just return.
2846                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2847                                  */
2848                                 return 0;
2849                         if (i == first_idx)
2850                                 break;
2851                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2852                         if (i >= env->prog->len) {
2853                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2854                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2855                                  * to backtrack.
2856                                  * It means the backtracking missed the spot where
2857                                  * particular register was initialized with a constant.
2858                                  */
2859                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2860                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2861                                 return -EFAULT;
2862                         }
2863                 }
2864                 st = st->parent;
2865                 if (!st)
2866                         break;
2867
2868                 new_marks = false;
2869                 func = st->frame[st->curframe];
2870                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2871                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2872                         reg = &func->regs[i];
2873                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2874                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2875                                 continue;
2876                         }
2877                         if (!reg->precise)
2878                                 new_marks = true;
2879                         reg->precise = true;
2880                 }
2881
2882                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2883                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2884                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2885                                 /* the sequence of instructions:
2886                                  * 2: (bf) r3 = r10
2887                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2888                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2889                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2890                                  * as a single block.
2891                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2892                                  * stack access, so at the end of backtracking
2893                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2894                                  * However the parent state may not have accessed
2895                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2896                                  * In such case fallback to conservative.
2897                                  */
2898                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2899                                 return 0;
2900                         }
2901
2902                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
2903                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2904                                 continue;
2905                         }
2906                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2907                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2908                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2909                                 continue;
2910                         }
2911                         if (!reg->precise)
2912                                 new_marks = true;
2913                         reg->precise = true;
2914                 }
2915                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2916                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
2917                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2918                                 reg_mask, stack_mask);
2919                         print_verifier_state(env, func, true);
2920                 }
2921
2922                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2923                         break;
2924                 if (!new_marks)
2925                         break;
2926
2927                 last_idx = st->last_insn_idx;
2928                 first_idx = st->first_insn_idx;
2929         }
2930         return 0;
2931 }
2932
2933 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2934 {
2935         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2936 }
2937
2938 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2939 {
2940         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2941 }
2942
2943 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2944 {
2945         switch (base_type(type)) {
2946         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2947         case PTR_TO_STACK:
2948         case PTR_TO_CTX:
2949         case PTR_TO_PACKET:
2950         case PTR_TO_PACKET_META:
2951         case PTR_TO_PACKET_END:
2952         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2953         case CONST_PTR_TO_MAP:
2954         case PTR_TO_SOCKET:
2955         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2956         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2957         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2958         case PTR_TO_BTF_ID:
2959         case PTR_TO_BUF:
2960         case PTR_TO_MEM:
2961         case PTR_TO_FUNC:
2962         case PTR_TO_MAP_KEY:
2963                 return true;
2964         default:
2965                 return false;
2966         }
2967 }
2968
2969 /* Does this register contain a constant zero? */
2970 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2971 {
2972         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2973 }
2974
2975 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2976 {
2977         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2978 }
2979
2980 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2981 {
2982         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2983                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2984                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2985                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2986                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2987 }
2988
2989 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2990 {
2991         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2992 }
2993
2994 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2995                                const struct bpf_reg_state *reg)
2996 {
2997         if (allow_ptr_leaks)
2998                 return false;
2999
3000         return reg->type != SCALAR_VALUE;
3001 }
3002
3003 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
3004                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3005                                 int size)
3006 {
3007         int i;
3008
3009         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
3010         if (size == BPF_REG_SIZE)
3011                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3012
3013         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3014                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3015
3016         /* size < 8 bytes spill */
3017         for (; i; i--)
3018                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3019 }
3020
3021 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3022  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3023  */
3024 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3025                                        /* stack frame we're writing to */
3026                                        struct bpf_func_state *state,
3027                                        int off, int size, int value_regno,
3028                                        int insn_idx)
3029 {
3030         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3031         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3032         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3033         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3034
3035         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3036         if (err)
3037                 return err;
3038         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3039          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3040          */
3041         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3042             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3043             size != BPF_REG_SIZE) {
3044                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3045                 return -EACCES;
3046         }
3047
3048         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3049         if (value_regno >= 0)
3050                 reg = &cur->regs[value_regno];
3051         if (!env->bypass_spec_v4) {
3052                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3053
3054                 for (i = 0; i < size; i++) {
3055                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3056                                 sanitize = true;
3057                                 break;
3058                         }
3059                 }
3060
3061                 if (sanitize)
3062                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3063         }
3064
3065         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3066         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3067             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3068                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3069                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3070                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3071                          * scalar via different register has to be conservative.
3072                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3073                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3074                          */
3075                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3076                         if (err)
3077                                 return err;
3078                 }
3079                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3080         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3081                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3082                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3083                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3084                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3085                         return -EACCES;
3086                 }
3087                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3088                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3089                         return -EINVAL;
3090                 }
3091                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3092         } else {
3093                 u8 type = STACK_MISC;
3094
3095                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3096                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3097                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3098                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3099                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3100                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3101
3102                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3103                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3104                  * when stack slots are partially written.
3105                  * This heuristic means that read propagation will be
3106                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3107                  * to stack slots all the way to first state when programs
3108                  * writes+reads less than 8 bytes
3109                  */
3110                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3111                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3112
3113                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3114                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3115                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3116                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3117                         if (err)
3118                                 return err;
3119                         type = STACK_ZERO;
3120                 }
3121
3122                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3123                 for (i = 0; i < size; i++)
3124                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3125                                 type;
3126         }
3127         return 0;
3128 }
3129
3130 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3131  * known to contain a variable offset.
3132  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3133  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3134  * dynamic range is potentially written to.
3135  *
3136  * 'off' includes 'regno->off'.
3137  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3138  * the stack.
3139  *
3140  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3141  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3142  * future reads cannot be terminated by this write.
3143  *
3144  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3145  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3146  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3147  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3148  */
3149 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3150                                      /* func where register points to */
3151                                      struct bpf_func_state *state,
3152                                      int ptr_regno, int off, int size,
3153                                      int value_regno, int insn_idx)
3154 {
3155         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3156         int min_off, max_off;
3157         int i, err;
3158         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3159         bool writing_zero = false;
3160         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3161          * stack slots remain STACK_ZERO
3162          */
3163         bool zero_used = false;
3164
3165         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3166         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3167         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3168         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3169         if (value_regno >= 0)
3170                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3171         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3172                 writing_zero = true;
3173
3174         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3175         if (err)
3176                 return err;
3177
3178
3179         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3180         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3181                 u8 new_type, *stype;
3182                 int slot, spi;
3183
3184                 slot = -i - 1;
3185                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3186                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3187                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3188
3189                 if (!env->allow_ptr_leaks
3190                                 && *stype != NOT_INIT
3191                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
3192                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
3193                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
3194                          * would be erased below (even though not all slots are
3195                          * actually overwritten), possibly opening the door to
3196                          * leaks.
3197                          */
3198                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3199                                 insn_idx, i);
3200                         return -EINVAL;
3201                 }
3202
3203                 /* Erase all spilled pointers. */
3204                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3205
3206                 /* Update the slot type. */
3207                 new_type = STACK_MISC;
3208                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3209                         new_type = STACK_ZERO;
3210                         zero_used = true;
3211                 }
3212                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3213                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3214                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3215                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3216                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3217                  * that may or may not be written because, if we're reject
3218                  * them, the error would be too confusing.
3219                  */
3220                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3221                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3222                                         insn_idx, i);
3223                         return -EINVAL;
3224                 }
3225                 *stype = new_type;
3226         }
3227         if (zero_used) {
3228                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3229                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3230                 if (err)
3231                         return err;
3232         }
3233         return 0;
3234 }
3235
3236 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3237  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3238  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3239  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3240  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3241  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3242  * read.
3243  */
3244 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3245                                 /* func where src register points to */
3246                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3247                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3248 {
3249         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3250         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3251         int i, slot, spi;
3252         u8 *stype;
3253         int zeros = 0;
3254
3255         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3256                 slot = -i - 1;
3257                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3258                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3259                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3260                         break;
3261                 zeros++;
3262         }
3263         if (zeros == max_off - min_off) {
3264                 /* any access_size read into register is zero extended,
3265                  * so the whole register == const_zero
3266                  */
3267                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3268                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3269                  * so mark it precise here, so that later
3270                  * backtracking can stop here.
3271                  * Backtracking may not need this if this register
3272                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3273                  * Forward propagation of precise flag is not
3274                  * necessary either. This mark is only to stop
3275                  * backtracking. Any register that contributed
3276                  * to const 0 was marked precise before spill.
3277                  */
3278                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3279         } else {
3280                 /* have read misc data from the stack */
3281                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3282         }
3283         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3284 }
3285
3286 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3287  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3288  * spilled reg.
3289  *
3290  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3291  * register.
3292  *
3293  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3294  */
3295 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3296                                       /* func where src register points to */
3297                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3298                                       int off, int size, int dst_regno)
3299 {
3300         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3301         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3302         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3303         struct bpf_reg_state *reg;
3304         u8 *stype, type;
3305
3306         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3307         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3308
3309         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3310                 u8 spill_size = 1;
3311
3312                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3313                         spill_size++;
3314
3315                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3316                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3317                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3318                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3319                                 return -EACCES;
3320                         }
3321
3322                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3323                         if (dst_regno < 0)
3324                                 return 0;
3325
3326                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3327                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3328                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3329                                  */
3330                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3331
3332                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3333                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3334                         } else {
3335                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3336                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3337                                         if (type == STACK_SPILL)
3338                                                 continue;
3339                                         if (type == STACK_MISC)
3340                                                 continue;
3341                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3342                                                 off, i, size);
3343                                         return -EACCES;
3344                                 }
3345                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3346                         }
3347                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3348                         return 0;
3349                 }
3350
3351                 if (dst_regno >= 0) {
3352                         /* restore register state from stack */
3353                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3354                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3355                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3356                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3357                          */
3358                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3359                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3360                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3361                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3362                          * (e.g. for XADD).
3363                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3364                          * with spilled pointers.
3365                          */
3366                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3367                                 off);
3368                         return -EACCES;
3369                 }
3370                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3371         } else {
3372                 for (i = 0; i < size; i++) {
3373                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3374                         if (type == STACK_MISC)
3375                                 continue;
3376                         if (type == STACK_ZERO)
3377                                 continue;
3378                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3379                                 off, i, size);
3380                         return -EACCES;
3381                 }
3382                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3383                 if (dst_regno >= 0)
3384                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3385         }
3386         return 0;
3387 }
3388
3389 enum bpf_access_src {
3390         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3391         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3392 };
3393
3394 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3395                                          int regno, int off, int access_size,
3396                                          bool zero_size_allowed,
3397                                          enum bpf_access_src type,
3398                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3399
3400 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3401 {
3402         return cur_regs(env) + regno;
3403 }
3404
3405 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3406  * 'dst_regno'.
3407  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3408  * but not its variable offset.
3409  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3410  *
3411  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3412  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3413  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3414  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3415  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3416  * instead.
3417  */
3418 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3419                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3420 {
3421         /* The state of the source register. */
3422         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3423         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3424         int err;
3425         int min_off, max_off;
3426
3427         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3428          */
3429         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3430                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3431         if (err)
3432                 return err;
3433
3434         min_off = reg->smin_value + off;
3435         max_off = reg->smax_value + off;
3436         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3437         return 0;
3438 }
3439
3440 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3441  * check_stack_read_var_off.
3442  *
3443  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3444  * bounds.
3445  *
3446  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3447  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3448  */
3449 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3450                             int ptr_regno, int off, int size,
3451                             int dst_regno)
3452 {
3453         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3454         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3455         int err;
3456         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3457         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3458
3459         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3460          * register, in order to not leak pointers (see
3461          * check_stack_read_fixed_off).
3462          */
3463         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3464                 char tn_buf[48];
3465
3466                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3467                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3468                         tn_buf, off, size);
3469                 return -EACCES;
3470         }
3471         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3472          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3473          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3474          */
3475         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3476                 char tn_buf[48];
3477
3478                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3479                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3480                                 ptr_regno, tn_buf);
3481                 return -EACCES;
3482         }
3483
3484         if (!var_off) {
3485                 off += reg->var_off.value;
3486                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3487                                                  dst_regno);
3488         } else {
3489                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3490                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3491                  * branch.
3492                  */
3493                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3494                                                dst_regno);
3495         }
3496         return err;
3497 }
3498
3499
3500 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3501  * check_stack_write_var_off.
3502  *
3503  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3504  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3505  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3506  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3507  *
3508  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3509  */
3510 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3511                              int ptr_regno, int off, int size,
3512                              int value_regno, int insn_idx)
3513 {
3514         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3515         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3516         int err;
3517
3518         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3519                 off += reg->var_off.value;
3520                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3521                                                   value_regno, insn_idx);
3522         } else {
3523                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3524                  * than fixed offset ones.
3525                  */
3526                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3527                                                 ptr_regno, off, size,
3528                                                 value_regno, insn_idx);
3529         }
3530         return err;
3531 }
3532
3533 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3534                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3535 {
3536         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3537         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3538         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3539
3540         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3541                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3542                         map->value_size, off, size);
3543                 return -EACCES;
3544         }
3545
3546         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3547                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3548                         map->value_size, off, size);
3549                 return -EACCES;
3550         }
3551
3552         return 0;
3553 }
3554
3555 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3556 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3557                               int off, int size, u32 mem_size,
3558                               bool zero_size_allowed)
3559 {
3560         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3561         struct bpf_reg_state *reg;
3562
3563         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3564                 return 0;
3565
3566         reg = &cur_regs(env)[regno];
3567         switch (reg->type) {
3568         case PTR_TO_MAP_KEY:
3569                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3570                         mem_size, off, size);
3571                 break;
3572         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3573                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3574                         mem_size, off, size);
3575                 break;
3576         case PTR_TO_PACKET:
3577         case PTR_TO_PACKET_META:
3578         case PTR_TO_PACKET_END:
3579                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3580                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3581                 break;
3582         case PTR_TO_MEM:
3583         default:
3584                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3585                         mem_size, off, size);
3586         }
3587
3588         return -EACCES;
3589 }
3590
3591 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3592 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3593                                    int off, int size, u32 mem_size,
3594                                    bool zero_size_allowed)
3595 {
3596         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3597         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3598         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3599         int err;
3600
3601         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3602          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3603          * to make sure our theoretical access will be safe.
3604          *
3605          * The minimum value is only important with signed
3606          * comparisons where we can't assume the floor of a
3607          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3608          * index'es we need to make sure that whatever we use
3609          * will have a set floor within our range.
3610          */
3611         if (reg->smin_value < 0 &&
3612             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3613              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3614               reg->smin_value + off < 0)) {
3615                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3616                         regno);
3617                 return -EACCES;
3618         }
3619         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3620                                  mem_size, zero_size_allowed);
3621         if (err) {
3622                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3623                         regno);
3624                 return err;
3625         }
3626
3627         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3628          * sure we won't do bad things.
3629          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3630          */
3631         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3632                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3633                         regno);
3634                 return -EACCES;
3635         }
3636         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3637                                  mem_size, zero_size_allowed);
3638         if (err) {
3639                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3640                         regno);
3641                 return err;
3642         }
3643
3644         return 0;
3645 }
3646
3647 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3648                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3649                                bool fixed_off_ok)
3650 {
3651         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3652          * is only allowed in its original, unmodified form.
3653          */
3654
3655         if (reg->off < 0) {
3656                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3657                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3658                 return -EACCES;
3659         }
3660
3661         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3662                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3663                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3664                 return -EACCES;
3665         }
3666
3667         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3668                 char tn_buf[48];
3669
3670                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3671                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3672                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3673                 return -EACCES;
3674         }
3675
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3680                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3681 {
3682         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3683 }
3684
3685 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3686                                struct bpf_map_value_off_desc *off_desc,
3687                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3688 {
3689         const char *targ_name = kernel_type_name(off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id);
3690         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL;
3691         const char *reg_name = "";
3692
3693         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3694         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3695                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3696
3697         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3698                 goto bad_type;
3699
3700         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3701                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3702                 return -EINVAL;
3703         }
3704         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3705         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3706
3707         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3708          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3709          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3710          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3711          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3712          */
3713         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3714                 return -EACCES;
3715
3716         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3717          * we also need to take into account the reg->off.
3718          *
3719          * We want to support cases like:
3720          *
3721          * struct foo {
3722          *         struct bar br;
3723          *         struct baz bz;
3724          * };
3725          *
3726          * struct foo *v;
3727          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3728          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3729          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3730          *                    // first member type of struct after comparison fails
3731          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3732          *                    // to match type
3733          *
3734          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3735          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3736          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3737          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3738          * strict mode to true for type match.
3739          */
3740         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3741                                   off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id,
3742                                   off_desc->type == BPF_KPTR_REF))
3743                 goto bad_type;
3744         return 0;
3745 bad_type:
3746         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3747                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3748         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3749         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3750                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3751                         targ_name);
3752         else
3753                 verbose(env, "\n");
3754         return -EINVAL;
3755 }
3756
3757 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3758                                  int value_regno, int insn_idx,
3759                                  struct bpf_map_value_off_desc *off_desc)
3760 {
3761         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3762         int class = BPF_CLASS(insn->code);
3763         struct bpf_reg_state *val_reg;
3764
3765         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
3766          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
3767          *  - size of access (must be BPF_DW)
3768          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
3769          *  - off_desc->offset == off + reg->var_off.value
3770          */
3771         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
3772         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
3773                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
3774                 return -EACCES;
3775         }
3776
3777         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
3778          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
3779          */
3780         if (class != BPF_LDX && off_desc->type == BPF_KPTR_REF) {
3781                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
3782                 return -EACCES;
3783         }
3784
3785         if (class == BPF_LDX) {
3786                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3787                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
3788                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
3789                  */
3790                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, off_desc->kptr.btf,
3791                                 off_desc->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
3792                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
3793                 val_reg->id = ++env->id_gen;
3794         } else if (class == BPF_STX) {
3795                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3796                 if (!register_is_null(val_reg) &&
3797                     map_kptr_match_type(env, off_desc, val_reg, value_regno))
3798                         return -EACCES;
3799         } else if (class == BPF_ST) {
3800                 if (insn->imm) {
3801                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
3802                                 off_desc->offset);
3803                         return -EACCES;
3804                 }
3805         } else {
3806                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
3807                 return -EACCES;
3808         }
3809         return 0;
3810 }
3811
3812 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3813 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3814                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
3815                             enum bpf_access_src src)
3816 {
3817         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3818         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3819         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3820         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3821         int err;
3822
3823         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3824                                       zero_size_allowed);
3825         if (err)
3826                 return err;
3827
3828         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3829                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3830
3831                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3832                  * load/store reject this program.
3833                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3834                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3835                  */
3836                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3837                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3838                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3839                         return -EACCES;
3840                 }
3841         }
3842         if (map_value_has_timer(map)) {
3843                 u32 t = map->timer_off;
3844
3845                 if (reg->smin_value + off < t + sizeof(struct bpf_timer) &&
3846                      t < reg->umax_value + off + size) {
3847                         verbose(env, "bpf_timer cannot be accessed directly by load/store\n");
3848                         return -EACCES;
3849                 }
3850         }
3851         if (map_value_has_kptrs(map)) {
3852                 struct bpf_map_value_off *tab = map->kptr_off_tab;
3853                 int i;
3854
3855                 for (i = 0; i < tab->nr_off; i++) {
3856                         u32 p = tab->off[i].offset;
3857
3858                         if (reg->smin_value + off < p + sizeof(u64) &&
3859                             p < reg->umax_value + off + size) {
3860                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
3861                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
3862                                         return -EACCES;
3863                                 }
3864                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
3865                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
3866                                         return -EACCES;
3867                                 }
3868                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
3869                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
3870                                                 p, off + reg->var_off.value);
3871                                         return -EACCES;
3872                                 }
3873                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
3874                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
3875                                         return -EACCES;
3876                                 }
3877                                 break;
3878                         }
3879                 }
3880         }
3881         return err;
3882 }
3883
3884 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3885
3886 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3887                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3888                                        enum bpf_access_type t)
3889 {
3890         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3891
3892         switch (prog_type) {
3893         /* Program types only with direct read access go here! */
3894         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3895         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3896         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3897         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3898         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3899         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3900                 if (t == BPF_WRITE)
3901                         return false;
3902                 fallthrough;
3903
3904         /* Program types with direct read + write access go here! */
3905         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3906         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3907         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3908         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3909         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3910         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3911                 if (meta)
3912                         return meta->pkt_access;
3913
3914                 env->seen_direct_write = true;
3915                 return true;
3916
3917         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3918                 if (t == BPF_WRITE)
3919                         env->seen_direct_write = true;
3920
3921                 return true;
3922
3923         default:
3924                 return false;
3925         }
3926 }
3927
3928 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3929                                int size, bool zero_size_allowed)
3930 {
3931         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3932         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3933         int err;
3934
3935         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3936          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3937          * offset.
3938          */
3939
3940         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3941          * detail to prove they're safe.
3942          */
3943         if (reg->smin_value < 0) {
3944                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3945                         regno);
3946                 return -EACCES;
3947         }
3948
3949         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3950               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3951                                  zero_size_allowed);
3952         if (err) {
3953                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3954                 return err;
3955         }
3956
3957         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3958          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3959          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3960          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3961          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3962          */
3963         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3964                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3965                       off + reg->umax_value + size - 1);
3966
3967         return err;
3968 }
3969
3970 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3971 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3972                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3973                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3974 {
3975         struct bpf_insn_access_aux info = {
3976                 .reg_type = *reg_type,
3977                 .log = &env->log,
3978         };
3979
3980         if (env->ops->is_valid_access &&
3981             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3982                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3983                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3984                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3985                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3986                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3987                  * type of narrower access.
3988                  */
3989                 *reg_type = info.reg_type;
3990
3991                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
3992                         *btf = info.btf;
3993                         *btf_id = info.btf_id;
3994                 } else {
3995                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3996                 }
3997                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3998                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3999                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
4000                 return 0;
4001         }
4002
4003         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
4004         return -EACCES;
4005 }
4006
4007 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4008                                   int size)
4009 {
4010         if (size < 0 || off < 0 ||
4011             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4012                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4013                         off, size);
4014                 return -EACCES;
4015         }
4016         return 0;
4017 }
4018
4019 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4020                              u32 regno, int off, int size,
4021                              enum bpf_access_type t)
4022 {
4023         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4024         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4025         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4026         bool valid;
4027
4028         if (reg->smin_value < 0) {
4029                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4030                         regno);
4031                 return -EACCES;
4032         }
4033
4034         switch (reg->type) {
4035         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4036                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4037                 break;
4038         case PTR_TO_SOCKET:
4039                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4040                 break;
4041         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4042                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4043                 break;
4044         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4045                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4046                 break;
4047         default:
4048                 valid = false;
4049         }
4050
4051
4052         if (valid) {
4053                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4054                         info.ctx_field_size;
4055                 return 0;
4056         }
4057
4058         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4059                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4060
4061         return -EACCES;
4062 }
4063
4064 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4065 {
4066         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4067 }
4068
4069 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4070 {
4071         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4072
4073         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4074 }
4075
4076 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4077 {
4078         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4079
4080         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4081 }
4082
4083 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4084 {
4085         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4086
4087         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4088 }
4089
4090 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4091 {
4092         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4093
4094         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4095         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4096 }
4097
4098 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4099                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4100                                    int off, int size, bool strict)
4101 {
4102         struct tnum reg_off;
4103         int ip_align;
4104
4105         /* Byte size accesses are always allowed. */
4106         if (!strict || size == 1)
4107                 return 0;
4108
4109         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4110          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4111          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4112          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4113          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4114          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4115          * unconditional IP align value of '2'.
4116          */
4117         ip_align = 2;
4118
4119         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4120         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4121                 char tn_buf[48];
4122
4123                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4124                 verbose(env,
4125                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4126                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4127                 return -EACCES;
4128         }
4129
4130         return 0;
4131 }
4132
4133 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4134                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4135                                        const char *pointer_desc,
4136                                        int off, int size, bool strict)
4137 {
4138         struct tnum reg_off;
4139
4140         /* Byte size accesses are always allowed. */
4141         if (!strict || size == 1)
4142                 return 0;
4143
4144         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4145         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4146                 char tn_buf[48];
4147
4148                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4149                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4150                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4151                 return -EACCES;
4152         }
4153
4154         return 0;
4155 }
4156
4157 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4158                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4159                                int size, bool strict_alignment_once)
4160 {
4161         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4162         const char *pointer_desc = "";
4163
4164         switch (reg->type) {
4165         case PTR_TO_PACKET:
4166         case PTR_TO_PACKET_META:
4167                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4168                  * right in front, treat it the very same way.
4169                  */
4170                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4171         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4172                 pointer_desc = "flow keys ";
4173                 break;
4174         case PTR_TO_MAP_KEY:
4175                 pointer_desc = "key ";
4176                 break;
4177         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4178                 pointer_desc = "value ";
4179                 break;
4180         case PTR_TO_CTX:
4181                 pointer_desc = "context ";
4182                 break;
4183         case PTR_TO_STACK:
4184                 pointer_desc = "stack ";
4185                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4186                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4187                  * aligned.
4188                  */
4189                 strict = true;
4190                 break;
4191         case PTR_TO_SOCKET:
4192                 pointer_desc = "sock ";
4193                 break;
4194         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4195                 pointer_desc = "sock_common ";
4196                 break;
4197         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4198                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4199                 break;
4200         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4201                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4202                 break;
4203         default:
4204                 break;
4205         }
4206         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4207                                            strict);
4208 }
4209
4210 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4211                               const struct bpf_func_state *func,
4212                               int off)
4213 {
4214         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4215
4216         if (stack >= -off)
4217                 return 0;
4218
4219         /* update known max for given subprogram */
4220         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4221         return 0;
4222 }
4223
4224 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4225  * and recursively walk all callees that given function can call.
4226  * Ignore jump and exit insns.
4227  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4228  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4229  */
4230 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4231 {
4232         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4233         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4234         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4235         bool tail_call_reachable = false;
4236         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4237         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4238         int j;
4239
4240 process_func:
4241         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4242          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4243          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4244          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4245          * 8k).
4246          *
4247          * To get the idea what might happen, see an example:
4248          * func1 -> sub rsp, 128
4249          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4250          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4251          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4252          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4253          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4254          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4255          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4256          *
4257          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4258          * of caller's stack as shown on the example above.
4259          */
4260         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4261                 verbose(env,
4262                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4263                         depth);
4264                 return -EACCES;
4265         }
4266         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4267          * of interpreter stack size
4268          */
4269         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4270         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4271                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4272                         frame + 1, depth);
4273                 return -EACCES;
4274         }
4275 continue_func:
4276         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4277         for (; i < subprog_end; i++) {
4278                 int next_insn;
4279
4280                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4281                         continue;
4282                 /* remember insn and function to return to */
4283                 ret_insn[frame] = i + 1;
4284                 ret_prog[frame] = idx;
4285
4286                 /* find the callee */
4287                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4288                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4289                 if (idx < 0) {
4290                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4291                                   next_insn);
4292                         return -EFAULT;
4293                 }
4294                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4295                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4296                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4297                                 return -EFAULT;
4298                         }
4299                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4300                         continue;
4301                 }
4302                 i = next_insn;
4303
4304                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4305                         tail_call_reachable = true;
4306
4307                 frame++;
4308                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4309                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4310                                 frame);
4311                         return -E2BIG;
4312                 }
4313                 goto process_func;
4314         }
4315         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4316          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4317          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4318          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4319          */
4320         if (tail_call_reachable)
4321                 for (j = 0; j < frame; j++)
4322                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4323         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4324                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4325
4326         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4327          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4328          */
4329         if (frame == 0)
4330                 return 0;
4331         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4332         frame--;
4333         i = ret_insn[frame];
4334         idx = ret_prog[frame];
4335         goto continue_func;
4336 }
4337
4338 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4339 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4340                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4341 {
4342         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4343
4344         subprog = find_subprog(env, start);
4345         if (subprog < 0) {
4346                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4347                           start);
4348                 return -EFAULT;
4349         }
4350         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4351 }
4352 #endif
4353
4354 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4355                                  const char *buf_info,
4356                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4357                                  int regno, int off, int size)
4358 {
4359         if (off < 0) {
4360                 verbose(env,
4361                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4362                         regno, buf_info, off, size);
4363                 return -EACCES;
4364         }
4365         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4366                 char tn_buf[48];
4367
4368                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4369                 verbose(env,
4370                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4371                         regno, off, tn_buf);
4372                 return -EACCES;
4373         }
4374
4375         return 0;
4376 }
4377
4378 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4379                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4380                                   int regno, int off, int size)
4381 {
4382         int err;
4383
4384         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4385         if (err)
4386                 return err;
4387
4388         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4389                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4390
4391         return 0;
4392 }
4393
4394 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4395                                const struct bpf_reg_state *reg,
4396                                int regno, int off, int size,
4397                                bool zero_size_allowed,
4398                                u32 *max_access)
4399 {
4400         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4401         int err;
4402
4403         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4404         if (err)
4405                 return err;
4406
4407         if (off + size > *max_access)
4408                 *max_access = off + size;
4409
4410         return 0;
4411 }
4412
4413 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4414 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4415 {
4416         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4417         __reg_assign_32_into_64(reg);
4418 }
4419
4420 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4421  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4422  */
4423 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4424 {
4425         u64 mask;
4426
4427         /* clear high bits in bit representation */
4428         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4429
4430         /* fix arithmetic bounds */
4431         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4432         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4433                 reg->umin_value &= mask;
4434                 reg->umax_value &= mask;
4435         } else {
4436                 reg->umin_value = 0;
4437                 reg->umax_value = mask;
4438         }
4439         reg->smin_value = reg->umin_value;
4440         reg->smax_value = reg->umax_value;
4441
4442         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4443          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4444          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4445          */
4446         if (size >= 4)
4447                 return;
4448         __reg_combine_64_into_32(reg);
4449 }
4450
4451 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4452 {
4453         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4454          *
4455          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4456          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4457          *    and was set at map creation time.
4458          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4459          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4460          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4461          *    the map's lifetime from that point onwards.
4462          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4463          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4464          *    assume that map value(s) are immutable.
4465          */
4466         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4467                READ_ONCE(map->frozen) &&
4468                !bpf_map_write_active(map);
4469 }
4470
4471 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4472 {
4473         void *ptr;
4474         u64 addr;
4475         int err;
4476
4477         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4478         if (err)
4479                 return err;
4480         ptr = (void *)(long)addr + off;
4481
4482         switch (size) {
4483         case sizeof(u8):
4484                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4485                 break;
4486         case sizeof(u16):
4487                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4488                 break;
4489         case sizeof(u32):
4490                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4491                 break;
4492         case sizeof(u64):
4493                 *val = *(u64 *)ptr;
4494                 break;
4495         default:
4496                 return -EINVAL;
4497         }
4498         return 0;
4499 }
4500
4501 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4502                                    struct bpf_reg_state *regs,
4503                                    int regno, int off, int size,
4504                                    enum bpf_access_type atype,
4505                                    int value_regno)
4506 {
4507         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4508         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4509         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4510         enum bpf_type_flag flag = 0;
4511         u32 btf_id;
4512         int ret;
4513
4514         if (off < 0) {
4515                 verbose(env,
4516                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4517                         regno, tname, off);
4518                 return -EACCES;
4519         }
4520         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4521                 char tn_buf[48];
4522
4523                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4524                 verbose(env,
4525                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4526                         regno, tname, off, tn_buf);
4527                 return -EACCES;
4528         }
4529
4530         if (reg->type & MEM_USER) {
4531                 verbose(env,
4532                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4533                         regno, tname, off);
4534                 return -EACCES;
4535         }
4536
4537         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4538                 verbose(env,
4539                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4540                         regno, tname, off);
4541                 return -EACCES;
4542         }
4543
4544         if (env->ops->btf_struct_access) {
4545                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
4546                                                   off, size, atype, &btf_id, &flag);
4547         } else {
4548                 if (atype != BPF_READ) {
4549                         verbose(env, "only read is supported\n");
4550                         return -EACCES;
4551                 }
4552
4553                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
4554                                         atype, &btf_id, &flag);
4555         }
4556
4557         if (ret < 0)
4558                 return ret;
4559
4560         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4561          * also inherit the untrusted flag.
4562          */
4563         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4564                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4565
4566         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4567                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4568
4569         return 0;
4570 }
4571
4572 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4573                                    struct bpf_reg_state *regs,
4574                                    int regno, int off, int size,
4575                                    enum bpf_access_type atype,
4576                                    int value_regno)
4577 {
4578         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4579         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4580         enum bpf_type_flag flag = 0;
4581         const struct btf_type *t;
4582         const char *tname;
4583         u32 btf_id;
4584         int ret;
4585
4586         if (!btf_vmlinux) {
4587                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4588                 return -ENOTSUPP;
4589         }
4590
4591         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4592                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4593                         map->map_type);
4594                 return -ENOTSUPP;
4595         }
4596
4597         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4598         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4599
4600         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
4601                 verbose(env,
4602                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4603                         tname);
4604                 return -EPERM;
4605         }
4606
4607         if (off < 0) {
4608                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4609                         regno, tname, off);
4610                 return -EACCES;
4611         }
4612
4613         if (atype != BPF_READ) {
4614                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4615                 return -EACCES;
4616         }
4617
4618         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4619         if (ret < 0)
4620                 return ret;
4621
4622         if (value_regno >= 0)
4623                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4624
4625         return 0;
4626 }
4627
4628 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4629  * maximum valid offset is -1.
4630  *
4631  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4632  * -state->allocated_stack for reads.
4633  */
4634 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4635                                           struct bpf_func_state *state,
4636                                           enum bpf_access_type t)
4637 {
4638         int min_valid_off;
4639
4640         if (t == BPF_WRITE)
4641                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4642         else
4643                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4644
4645         if (off < min_valid_off || off > -1)
4646                 return -EACCES;
4647         return 0;
4648 }
4649
4650 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4651  * bounds.
4652  *
4653  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4654  */
4655 static int check_stack_access_within_bounds(
4656                 struct bpf_verifier_env *env,
4657                 int regno, int off, int access_size,
4658                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4659 {
4660         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4661         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4662         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4663         int min_off, max_off;
4664         int err;
4665         char *err_extra;
4666
4667         if (src == ACCESS_HELPER)
4668                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4669                 err_extra = " indirect access to";
4670         else if (type == BPF_READ)
4671                 err_extra = " read from";
4672         else
4673                 err_extra = " write to";
4674
4675         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4676                 min_off = reg->var_off.value + off;
4677                 if (access_size > 0)
4678                         max_off = min_off + access_size - 1;
4679                 else
4680                         max_off = min_off;
4681         } else {
4682                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4683                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4684                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4685                                 err_extra, regno);
4686                         return -EACCES;
4687                 }
4688                 min_off = reg->smin_value + off;
4689                 if (access_size > 0)
4690                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4691                 else
4692                         max_off = min_off;
4693         }
4694
4695         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4696         if (!err)
4697                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4698
4699         if (err) {
4700                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4701                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4702                                 err_extra, regno, off, access_size);
4703                 } else {
4704                         char tn_buf[48];
4705
4706                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4707                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4708                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4709                 }
4710         }
4711         return err;
4712 }
4713
4714 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4715  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4716  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4717  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4718  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4719  */
4720 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4721                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4722                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4723 {
4724         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4725         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4726         struct bpf_func_state *state;
4727         int size, err = 0;
4728
4729         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4730         if (size < 0)
4731                 return size;
4732
4733         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4734         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4735         if (err)
4736                 return err;
4737
4738         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4739         off += reg->off;
4740
4741         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4742                 if (t == BPF_WRITE) {
4743                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4744                         return -EACCES;
4745                 }
4746
4747                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4748                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4749                 if (err)
4750                         return err;
4751                 if (value_regno >= 0)
4752                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4753         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4754                 struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc = NULL;
4755
4756                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4757                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4758                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4759                         return -EACCES;
4760                 }
4761                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4762                 if (err)
4763                         return err;
4764                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
4765                 if (err)
4766                         return err;
4767                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
4768                         kptr_off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(reg->map_ptr,
4769                                                                   off + reg->var_off.value);
4770                 if (kptr_off_desc) {
4771                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx,
4772                                                     kptr_off_desc);
4773                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4774                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4775
4776                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4777                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4778                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4779                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4780                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4781                                 u64 val = 0;
4782
4783                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4784                                                           &val);
4785                                 if (err)
4786                                         return err;
4787
4788                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4789                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4790                         } else {
4791                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4792                         }
4793                 }
4794         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
4795                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4796
4797                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
4798                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4799                                 reg_type_str(env, reg->type));
4800                         return -EACCES;
4801                 }
4802
4803                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
4804                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4805                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4806                         return -EACCES;
4807                 }
4808
4809                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4810                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4811                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4812                         return -EACCES;
4813                 }
4814
4815                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4816                                               reg->mem_size, false);
4817                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
4818                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4819         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4820                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4821                 struct btf *btf = NULL;
4822                 u32 btf_id = 0;
4823
4824                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4825                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4826                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4827                         return -EACCES;
4828                 }
4829
4830                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
4831                 if (err < 0)
4832                         return err;
4833
4834                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
4835                                        &btf_id);
4836                 if (err)
4837                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4838                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4839                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4840                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4841                          * case, we know the offset is zero.
4842                          */
4843                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4844                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4845                         } else {
4846                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4847                                                     value_regno);
4848                                 if (type_may_be_null(reg_type))
4849                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4850                                 /* A load of ctx field could have different
4851                                  * actual load size with the one encoded in the
4852                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4853                                  * a sub-register.
4854                                  */
4855                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4856                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4857                                         regs[value_regno].btf = btf;
4858                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4859                                 }
4860                         }
4861                         regs[value_regno].type = reg_type;
4862                 }
4863
4864         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4865                 /* Basic bounds checks. */
4866                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4867                 if (err)
4868                         return err;
4869
4870                 state = func(env, reg);
4871                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4872                 if (err)
4873                         return err;
4874
4875                 if (t == BPF_READ)
4876                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4877                                                value_regno);
4878                 else
4879                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4880                                                 value_regno, insn_idx);
4881         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4882                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4883                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4884                         return -EACCES;
4885                 }
4886                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4887                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4888                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4889                                 value_regno);
4890                         return -EACCES;
4891                 }
4892                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4893                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4894                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4895         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4896                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4897                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4898                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4899                                 value_regno);
4900                         return -EACCES;
4901                 }
4902
4903                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4904                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4905                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4906         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4907                 if (t == BPF_WRITE) {
4908                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4909                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4910                         return -EACCES;
4911                 }
4912                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4913                 if (!err && value_regno >= 0)
4914                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4915         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4916                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4917                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4918                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4919         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
4920                    !type_may_be_null(reg->type)) {
4921                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4922                                               value_regno);
4923         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4924                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4925                                               value_regno);
4926         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
4927                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4928                 u32 *max_access;
4929
4930                 if (rdonly_mem) {
4931                         if (t == BPF_WRITE) {
4932                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4933                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
4934                                 return -EACCES;
4935                         }
4936                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
4937                 } else {
4938                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
4939                 }
4940
4941                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4942                                           max_access);
4943
4944                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
4945                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4946         } else {
4947                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4948                         reg_type_str(env, reg->type));
4949                 return -EACCES;
4950         }
4951
4952         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4953             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4954                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4955                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4956         }
4957         return err;
4958 }
4959
4960 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4961 {
4962         int load_reg;
4963         int err;
4964
4965         switch (insn->imm) {
4966         case BPF_ADD:
4967         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4968         case BPF_AND:
4969         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4970         case BPF_OR:
4971         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4972         case BPF_XOR:
4973         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4974         case BPF_XCHG:
4975         case BPF_CMPXCHG:
4976                 break;
4977         default:
4978                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4979                 return -EINVAL;
4980         }
4981
4982         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4983                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4984                 return -EINVAL;
4985         }
4986
4987         /* check src1 operand */
4988         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4989         if (err)
4990                 return err;
4991
4992         /* check src2 operand */
4993         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4994         if (err)
4995                 return err;
4996
4997         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4998                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4999                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
5000
5001                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
5002                 if (err)
5003                         return err;
5004
5005                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
5006                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
5007                         return -EACCES;
5008                 }
5009         }
5010
5011         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5012                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
5013                 return -EACCES;
5014         }
5015
5016         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
5017             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
5018             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
5019             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
5020                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
5021                         insn->dst_reg,
5022                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
5023                 return -EACCES;
5024         }
5025
5026         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
5027                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
5028                         load_reg = BPF_REG_0;
5029                 else
5030                         load_reg = insn->src_reg;
5031
5032                 /* check and record load of old value */
5033                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5034                 if (err)
5035                         return err;
5036         } else {
5037                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5038                  * actually load it into a register.
5039                  */
5040                 load_reg = -1;
5041         }
5042
5043         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5044          * case to simulate the register fill.
5045          */
5046         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5047                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5048         if (!err && load_reg >= 0)
5049                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5050                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5051                                        true);
5052         if (err)
5053                 return err;
5054
5055         /* Check whether we can write into the same memory. */
5056         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5057                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5058         if (err)
5059                 return err;
5060
5061         return 0;
5062 }
5063
5064 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5065  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5066  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5067  *
5068  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5069  *
5070  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5071  * read offsets are marked as read.
5072  */
5073 static int check_stack_range_initialized(
5074                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5075                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5076                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5077 {
5078         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5079         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5080         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5081         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5082         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5083         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5084          * read-only.
5085          */
5086         bool clobber = false;
5087
5088         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5089                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5090                 return -EACCES;
5091         }
5092
5093         if (type == ACCESS_HELPER) {
5094                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5095                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5096                  * checks below.
5097                  */
5098                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5099                 clobber = true;
5100         } else {
5101                 bounds_check_type = BPF_READ;
5102         }
5103         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5104                                                type, bounds_check_type);
5105         if (err)
5106                 return err;
5107
5108
5109         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5110                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5111         } else {
5112                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5113                  * simplicity since it requires corresponding support in
5114                  * Spectre masking for stack ALU.
5115                  * See also retrieve_ptr_limit().
5116                  */
5117                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5118                         char tn_buf[48];
5119
5120                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5121                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5122                                 regno, err_extra, tn_buf);
5123                         return -EACCES;
5124                 }
5125                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5126                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5127                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5128                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5129                  * cause uninitialized stack leaking.
5130                  */
5131                 if (meta && meta->raw_mode)
5132                         meta = NULL;
5133
5134                 min_off = reg->smin_value + off;
5135                 max_off = reg->smax_value + off;
5136         }
5137
5138         if (meta && meta->raw_mode) {
5139                 meta->access_size = access_size;
5140                 meta->regno = regno;
5141                 return 0;
5142         }
5143
5144         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5145                 u8 *stype;
5146
5147                 slot = -i - 1;
5148                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5149                 if (state->allocated_stack <= slot)
5150                         goto err;
5151                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5152                 if (*stype == STACK_MISC)
5153                         goto mark;
5154                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5155                         if (clobber) {
5156                                 /* helper can write anything into the stack */
5157                                 *stype = STACK_MISC;
5158                         }
5159                         goto mark;
5160                 }
5161
5162                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5163                     base_type(state->stack[spi].spilled_ptr.type) == PTR_TO_BTF_ID)
5164                         goto mark;
5165
5166                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5167                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5168                      env->allow_ptr_leaks)) {
5169                         if (clobber) {
5170                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5171                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5172                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5173                         }
5174                         goto mark;
5175                 }
5176
5177 err:
5178                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5179                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5180                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5181                 } else {
5182                         char tn_buf[48];
5183
5184                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5185                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5186                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5187                 }
5188                 return -EACCES;
5189 mark:
5190                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5191                  * the whole slot to be marked as 'read'
5192                  */
5193                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5194                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5195                               REG_LIVE_READ64);
5196         }
5197         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5198 }
5199
5200 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5201                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5202                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5203 {
5204         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5205         u32 *max_access;
5206
5207         switch (base_type(reg->type)) {
5208         case PTR_TO_PACKET:
5209         case PTR_TO_PACKET_META:
5210                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5211                                            zero_size_allowed);
5212         case PTR_TO_MAP_KEY:
5213                 if (meta && meta->raw_mode) {
5214                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5215                                 reg_type_str(env, reg->type));
5216                         return -EACCES;
5217                 }
5218                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5219                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5220         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5221                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5222                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5223                                           BPF_READ))
5224                         return -EACCES;
5225                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5226                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5227         case PTR_TO_MEM:
5228                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5229                         if (meta && meta->raw_mode) {
5230                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5231                                         reg_type_str(env, reg->type));
5232                                 return -EACCES;
5233                         }
5234                 }
5235                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5236                                                access_size, reg->mem_size,
5237                                                zero_size_allowed);
5238         case PTR_TO_BUF:
5239                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5240                         if (meta && meta->raw_mode) {
5241                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5242                                         reg_type_str(env, reg->type));
5243                                 return -EACCES;
5244                         }
5245
5246                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5247                 } else {
5248                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5249                 }
5250                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5251                                            access_size, zero_size_allowed,
5252                                            max_access);
5253         case PTR_TO_STACK:
5254                 return check_stack_range_initialized(
5255                                 env,
5256                                 regno, reg->off, access_size,
5257                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5258         case PTR_TO_CTX:
5259                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
5260                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
5261                  * can not statically check its size.
5262                  * Dynamically check it now.
5263                  */
5264                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
5265                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
5266                         int offset = access_size - 1;
5267
5268                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
5269                         if (access_size == 0)
5270                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
5271
5272                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
5273                                                 atype, -1, false);
5274                 }
5275
5276                 fallthrough;
5277         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5278                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5279                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5280                     register_is_null(reg))
5281                         return 0;
5282
5283                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5284                         reg_type_str(env, reg->type));
5285                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5286                 return -EACCES;
5287         }
5288 }
5289
5290 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5291                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5292                               bool zero_size_allowed,
5293                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5294 {
5295         int err;
5296
5297         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5298          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5299          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5300          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5301          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5302          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5303          * int type and negative retvals are allowed.
5304          */
5305         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5306
5307         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5308          * happens using its boundaries.
5309          */
5310         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5311                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5312                  * mode so that the program is required to
5313                  * initialize all the memory that the helper could
5314                  * just partially fill up.
5315                  */
5316                 meta = NULL;
5317
5318         if (reg->smin_value < 0) {
5319                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5320                         regno);
5321                 return -EACCES;
5322         }
5323
5324         if (reg->umin_value == 0) {
5325                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5326                                               zero_size_allowed,
5327                                               meta);
5328                 if (err)
5329                         return err;
5330         }
5331
5332         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5333                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5334                         regno);
5335                 return -EACCES;
5336         }
5337         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5338                                       reg->umax_value,
5339                                       zero_size_allowed, meta);
5340         if (!err)
5341                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5342         return err;
5343 }
5344
5345 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5346                    u32 regno, u32 mem_size)
5347 {
5348         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5349         struct bpf_reg_state saved_reg;
5350         struct bpf_call_arg_meta meta;
5351         int err;
5352
5353         if (register_is_null(reg))
5354                 return 0;
5355
5356         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5357         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5358          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5359          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5360          */
5361         if (may_be_null) {
5362                 saved_reg = *reg;
5363                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5364         }
5365
5366         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5367         /* Check access for BPF_WRITE */
5368         meta.raw_mode = true;
5369         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5370
5371         if (may_be_null)
5372                 *reg = saved_reg;
5373
5374         return err;
5375 }
5376
5377 int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5378                              u32 regno)
5379 {
5380         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5381         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5382         struct bpf_reg_state saved_reg;
5383         struct bpf_call_arg_meta meta;
5384         int err;
5385
5386         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5387
5388         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5389
5390         if (may_be_null) {
5391                 saved_reg = *mem_reg;
5392                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5393         }
5394
5395         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5396         /* Check access for BPF_WRITE */
5397         meta.raw_mode = true;
5398         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5399
5400         if (may_be_null)
5401                 *mem_reg = saved_reg;
5402         return err;
5403 }
5404
5405 /* Implementation details:
5406  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
5407  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5408  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
5409  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
5410  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
5411  * address of the map element.
5412  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5413  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5414  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5415  * point to different bpf_spin_locks.
5416  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5417  * dead-locks.
5418  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5419  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5420  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5421  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
5422  * and clears it after bpf_spin_unlock.
5423  */
5424 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5425                              bool is_lock)
5426 {
5427         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5428         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5429         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5430         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5431         u64 val = reg->var_off.value;
5432
5433         if (!is_const) {
5434                 verbose(env,
5435                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5436                         regno);
5437                 return -EINVAL;
5438         }
5439         if (!map->btf) {
5440                 verbose(env,
5441                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5442                         map->name);
5443                 return -EINVAL;
5444         }
5445         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
5446                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
5447                         verbose(env,
5448                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
5449                                 map->name);
5450                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
5451                         verbose(env,
5452                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
5453                                 map->name);
5454                 else
5455                         verbose(env,
5456                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
5457                                 map->name);
5458                 return -EINVAL;
5459         }
5460         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
5461                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
5462                         val + reg->off);
5463                 return -EINVAL;
5464         }
5465         if (is_lock) {
5466                 if (cur->active_spin_lock) {
5467                         verbose(env,
5468                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5469                         return -EINVAL;
5470                 }
5471                 cur->active_spin_lock = reg->id;
5472         } else {
5473                 if (!cur->active_spin_lock) {
5474                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5475                         return -EINVAL;
5476                 }
5477                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
5478                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5479                         return -EINVAL;
5480                 }
5481                 cur->active_spin_lock = 0;
5482         }
5483         return 0;
5484 }
5485
5486 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5487                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5488 {
5489         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5490         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5491         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5492         u64 val = reg->var_off.value;
5493
5494         if (!is_const) {
5495                 verbose(env,
5496                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5497                         regno);
5498                 return -EINVAL;
5499         }
5500         if (!map->btf) {
5501                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5502                         map->name);
5503                 return -EINVAL;
5504         }
5505         if (!map_value_has_timer(map)) {
5506                 if (map->timer_off == -E2BIG)
5507                         verbose(env,
5508                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_timer'\n",
5509                                 map->name);
5510                 else if (map->timer_off == -ENOENT)
5511                         verbose(env,
5512                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_timer'\n",
5513                                 map->name);
5514                 else
5515                         verbose(env,
5516                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_timer is mangled\n",
5517                                 map->name);
5518                 return -EINVAL;
5519         }
5520         if (map->timer_off != val + reg->off) {
5521                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5522                         val + reg->off, map->timer_off);
5523                 return -EINVAL;
5524         }
5525         if (meta->map_ptr) {
5526                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5527                 return -EFAULT;
5528         }
5529         meta->map_uid = reg->map_uid;
5530         meta->map_ptr = map;
5531         return 0;
5532 }
5533
5534 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5535                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5536 {
5537         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5538         struct bpf_map_value_off_desc *off_desc;
5539         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5540         u32 kptr_off;
5541         int ret;
5542
5543         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5544                 verbose(env,
5545                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5546                         regno);
5547                 return -EINVAL;
5548         }
5549         if (!map_ptr->btf) {
5550                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5551                         map_ptr->name);
5552                 return -EINVAL;
5553         }
5554         if (!map_value_has_kptrs(map_ptr)) {
5555                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(map_ptr->kptr_off_tab);
5556                 if (ret == -E2BIG)
5557                         verbose(env, "map '%s' has more than %d kptr\n", map_ptr->name,
5558                                 BPF_MAP_VALUE_OFF_MAX);
5559                 else if (ret == -EEXIST)
5560                         verbose(env, "map '%s' has repeating kptr BTF tags\n", map_ptr->name);
5561                 else
5562                         verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5563                 return -EINVAL;
5564         }
5565
5566         meta->map_ptr = map_ptr;
5567         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5568         off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(map_ptr, kptr_off);
5569         if (!off_desc) {
5570                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5571                 return -EACCES;
5572         }
5573         if (off_desc->type != BPF_KPTR_REF) {
5574                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5575                 return -EACCES;
5576         }
5577         meta->kptr_off_desc = off_desc;
5578         return 0;
5579 }
5580
5581 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
5582 {
5583         return type == ARG_CONST_SIZE ||
5584                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
5585 }
5586
5587 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
5588 {
5589         return type & OBJ_RELEASE;
5590 }
5591
5592 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
5593 {
5594         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
5595 }
5596
5597 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
5598 {
5599         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
5600                 return sizeof(u32);
5601         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
5602                 return sizeof(u64);
5603
5604         return -EINVAL;
5605 }
5606
5607 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
5608                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5609                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
5610 {
5611         if (!meta->map_ptr) {
5612                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5613                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
5614                 return -EACCES;
5615         }
5616
5617         switch (meta->map_ptr->map_type) {
5618         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5619         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5620                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5621                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
5622                 } else {
5623                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
5624                         return -EINVAL;
5625                 }
5626                 break;
5627         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
5628                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
5629                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
5630                 break;
5631         default:
5632                 break;
5633         }
5634         return 0;
5635 }
5636
5637 struct bpf_reg_types {
5638         const enum bpf_reg_type types[10];
5639         u32 *btf_id;
5640 };
5641
5642 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
5643         .types = {
5644                 PTR_TO_STACK,
5645                 PTR_TO_PACKET,
5646                 PTR_TO_PACKET_META,
5647                 PTR_TO_MAP_KEY,
5648                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5649         },
5650 };
5651
5652 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
5653         .types = {
5654                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5655                 PTR_TO_SOCKET,
5656                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5657                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5658         },
5659 };
5660
5661 #ifdef CONFIG_NET
5662 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
5663         .types = {
5664                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5665                 PTR_TO_SOCKET,
5666                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5667                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5668                 PTR_TO_BTF_ID,
5669         },
5670         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5671 };
5672 #endif
5673
5674 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
5675         .types = {
5676                 PTR_TO_STACK,
5677                 PTR_TO_PACKET,
5678                 PTR_TO_PACKET_META,
5679                 PTR_TO_MAP_KEY,
5680                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5681                 PTR_TO_MEM,
5682                 PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC,
5683                 PTR_TO_BUF,
5684         },
5685 };
5686
5687 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
5688         .types = {
5689                 PTR_TO_STACK,
5690                 PTR_TO_PACKET,
5691                 PTR_TO_PACKET_META,
5692                 PTR_TO_MAP_KEY,
5693                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5694         },
5695 };
5696
5697 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
5698 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
5699 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
5700 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC } };
5701 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
5702 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
5703 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5704 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU } };
5705 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
5706 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
5707 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5708 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5709 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5710 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
5711         .types = {
5712                 PTR_TO_STACK,
5713                 PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL,
5714         }
5715 };
5716
5717 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
5718         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
5719         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
5720         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
5721         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
5722         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
5723         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
5724         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
5725         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
5726 #ifdef CONFIG_NET
5727         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
5728 #endif
5729         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
5730         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
5731         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
5732         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
5733         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
5734         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
5735         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
5736         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
5737         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
5738         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
5739         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
5740         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
5741         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
5742         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
5743 };
5744
5745 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5746                           enum bpf_arg_type arg_type,
5747                           const u32 *arg_btf_id,
5748                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
5749 {
5750         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5751         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
5752         const struct bpf_reg_types *compatible;
5753         int i, j;
5754
5755         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
5756         if (!compatible) {
5757                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
5758                 return -EFAULT;
5759         }
5760
5761         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
5762          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
5763          *
5764          * Same for MAYBE_NULL:
5765          *
5766          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
5767          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
5768          *
5769          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
5770          */
5771         if (arg_type & MEM_RDONLY)
5772                 type &= ~MEM_RDONLY;
5773         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
5774                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
5775
5776         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
5777                 expected = compatible->types[i];
5778                 if (expected == NOT_INIT)
5779                         break;
5780
5781                 if (type == expected)
5782                         goto found;
5783         }
5784
5785         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
5786         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
5787                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5788         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5789         return -EACCES;
5790
5791 found:
5792         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
5793                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
5794                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
5795                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
5796                  */
5797                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
5798                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
5799
5800                 if (!arg_btf_id) {
5801                         if (!compatible->btf_id) {
5802                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
5803                                 return -EFAULT;
5804                         }
5805                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
5806                 }
5807
5808                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
5809                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_off_desc, reg, regno))
5810                                 return -EACCES;
5811                 } else {
5812                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
5813                                 verbose(env, "verifier internal error:");
5814                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
5815                                         regno);
5816                                 return -EACCES;
5817                         }
5818
5819                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5820                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
5821                                                   strict_type_match)) {
5822                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
5823                                         regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
5824                                         kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
5825                                 return -EACCES;
5826                         }
5827                 }
5828         }
5829
5830         return 0;
5831 }
5832
5833 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
5834                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5835                            enum bpf_arg_type arg_type)
5836 {
5837         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5838         bool fixed_off_ok = false;
5839
5840         switch ((u32)type) {
5841         /* Pointer types where reg offset is explicitly allowed: */
5842         case PTR_TO_STACK:
5843                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && reg->off % BPF_REG_SIZE) {
5844                         verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset\n");
5845                         return -EINVAL;
5846                 }
5847                 fallthrough;
5848         case PTR_TO_PACKET:
5849         case PTR_TO_PACKET_META:
5850         case PTR_TO_MAP_KEY:
5851         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5852         case PTR_TO_MEM:
5853         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
5854         case PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC:
5855         case PTR_TO_BUF:
5856         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
5857         case SCALAR_VALUE:
5858                 /* Some of the argument types nevertheless require a
5859                  * zero register offset.
5860                  */
5861                 if (base_type(arg_type) != ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM)
5862                         return 0;
5863                 break;
5864         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
5865          * fixed offset.
5866          */
5867         case PTR_TO_BTF_ID:
5868                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
5869                  * it's fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
5870                  * can be non-zero.
5871                  */
5872                 if (arg_type_is_release(arg_type) && reg->off) {
5873                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
5874                                 regno);
5875                         return -EINVAL;
5876                 }
5877                 /* For arg is release pointer, fixed_off_ok must be false, but
5878                  * we already checked and rejected reg->off != 0 above, so set
5879                  * to true to allow fixed offset for all other cases.
5880                  */
5881                 fixed_off_ok = true;
5882                 break;
5883         default:
5884                 break;
5885         }
5886         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, fixed_off_ok);
5887 }
5888
5889 static u32 stack_slot_get_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
5890 {
5891         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5892         int spi = get_spi(reg->off);
5893
5894         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
5895 }
5896
5897 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
5898                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
5899                           const struct bpf_func_proto *fn)
5900 {
5901         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
5902         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5903         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
5904         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5905         u32 *arg_btf_id = NULL;
5906         int err = 0;
5907
5908         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
5909                 return 0;
5910
5911         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5912         if (err)
5913                 return err;
5914
5915         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5916                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5917                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5918                                 regno);
5919                         return -EACCES;
5920                 }
5921                 return 0;
5922         }
5923
5924         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5925             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5926                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5927                 return -EACCES;
5928         }
5929
5930         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5931                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5932                 if (err)
5933                         return err;
5934         }
5935
5936         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
5937                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5938                  * type checking.
5939                  */
5940                 goto skip_type_check;
5941
5942         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
5943         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
5944                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
5945
5946         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
5947         if (err)
5948                 return err;
5949
5950         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
5951         if (err)
5952                 return err;
5953
5954 skip_type_check:
5955         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
5956                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
5957                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5958                         int spi = get_spi(reg->off);
5959
5960                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
5961                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
5962                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
5963                                 return -EINVAL;
5964                         }
5965                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
5966                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
5967                                 regno);
5968                         return -EINVAL;
5969                 }
5970                 if (meta->release_regno) {
5971                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
5972                         return -EFAULT;
5973                 }
5974                 meta->release_regno = regno;
5975         }
5976
5977         if (reg->ref_obj_id) {
5978                 if (meta->ref_obj_id) {
5979                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5980                                 regno, reg->ref_obj_id,
5981                                 meta->ref_obj_id);
5982                         return -EFAULT;
5983                 }
5984                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5985         }
5986
5987         switch (base_type(arg_type)) {
5988         case ARG_CONST_MAP_PTR:
5989                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5990                 if (meta->map_ptr) {
5991                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5992                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5993                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5994                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5995                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5996                          *     if (timer)
5997                          *         // mismatch would have been allowed
5998                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5999                          * }
6000                          *
6001                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
6002                          */
6003                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
6004                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
6005                                 verbose(env,
6006                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
6007                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
6008                                 return -EINVAL;
6009                         }
6010                 }
6011                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
6012                 meta->map_uid = reg->map_uid;
6013                 break;
6014         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
6015                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
6016                  * check that [key, key + map->key_size) are within
6017                  * stack limits and initialized
6018                  */
6019                 if (!meta->map_ptr) {
6020                         /* in function declaration map_ptr must come before
6021                          * map_key, so that it's verified and known before
6022                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
6023                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
6024                          */
6025                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
6026                         return -EACCES;
6027                 }
6028                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6029                                               meta->map_ptr->key_size, false,
6030                                               NULL);
6031                 break;
6032         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
6033                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
6034                         return 0;
6035
6036                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
6037                  * check [value, value + map->value_size) validity
6038                  */
6039                 if (!meta->map_ptr) {
6040                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6041                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
6042                         return -EACCES;
6043                 }
6044                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6045                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6046                                               meta->map_ptr->value_size, false,
6047                                               meta);
6048                 break;
6049         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
6050                 if (!reg->btf_id) {
6051                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
6052                         return -EACCES;
6053                 }
6054                 meta->ret_btf = reg->btf;
6055                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
6056                 break;
6057         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
6058                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6059                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
6060                                 return -EACCES;
6061                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6062                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
6063                                 return -EACCES;
6064                 } else {
6065                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6066                         return -EFAULT;
6067                 }
6068                 break;
6069         case ARG_PTR_TO_TIMER:
6070                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6071                         return -EACCES;
6072                 break;
6073         case ARG_PTR_TO_FUNC:
6074                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6075                 break;
6076         case ARG_PTR_TO_MEM:
6077                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6078                  * next is_mem_size argument below.
6079                  */
6080                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6081                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6082                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6083                                                       fn->arg_size[arg], false,
6084                                                       meta);
6085                 }
6086                 break;
6087         case ARG_CONST_SIZE:
6088                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
6089                 break;
6090         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
6091                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
6092                 break;
6093         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
6094                 /* We only need to check for initialized / uninitialized helper
6095                  * dynptr args if the dynptr is not PTR_TO_DYNPTR, as the
6096                  * assumption is that if it is, that a helper function
6097                  * initialized the dynptr on behalf of the BPF program.
6098                  */
6099                 if (base_type(reg->type) == PTR_TO_DYNPTR)
6100                         break;
6101                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6102                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6103                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6104                                 return -EINVAL;
6105                         }
6106
6107                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6108                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6109                          */
6110                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6111                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6112                                 return -EFAULT;
6113                         }
6114
6115                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6116                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
6117                         verbose(env,
6118                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
6119                                 arg + 1);
6120                         return -EINVAL;
6121                 } else if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type)) {
6122                         const char *err_extra = "";
6123
6124                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6125                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6126                                 err_extra = "local";
6127                                 break;
6128                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6129                                 err_extra = "ringbuf";
6130                                 break;
6131                         default:
6132                                 err_extra = "<unknown>";
6133                                 break;
6134                         }
6135                         verbose(env,
6136                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6137                                 err_extra, arg + 1);
6138                         return -EINVAL;
6139                 }
6140                 break;
6141         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
6142                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6143                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6144                                 regno);
6145                         return -EACCES;
6146                 }
6147                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6148                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6149                 if (err)
6150                         return err;
6151                 break;
6152         case ARG_PTR_TO_INT:
6153         case ARG_PTR_TO_LONG:
6154         {
6155                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6156
6157                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6158                 if (err)
6159                         return err;
6160                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6161                 break;
6162         }
6163         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
6164         {
6165                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6166                 int map_off;
6167                 u64 map_addr;
6168                 char *str_ptr;
6169
6170                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6171                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6172                         return -EACCES;
6173                 }
6174
6175                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6176                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6177                         return -EACCES;
6178                 }
6179
6180                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6181                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6182                         return -EACCES;
6183                 }
6184
6185                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6186                                        map->value_size - reg->off, false,
6187                                        ACCESS_HELPER);
6188                 if (err)
6189                         return err;
6190
6191                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6192                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6193                 if (err) {
6194                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6195                         return err;
6196                 }
6197
6198                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6199                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6200                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6201                         return -EINVAL;
6202                 }
6203                 break;
6204         }
6205         case ARG_PTR_TO_KPTR:
6206                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6207                         return -EACCES;
6208                 break;
6209         }
6210
6211         return err;
6212 }
6213
6214 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6215 {
6216         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6217         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6218
6219         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6220                 return false;
6221
6222         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6223          * contexts, so updating is safe.
6224          */
6225         switch (type) {
6226         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6227                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6228                         return true;
6229                 break;
6230         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6231         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6232         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6233         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6234         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6235         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6236         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6237                 return true;
6238         default:
6239                 break;
6240         }
6241
6242         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6243         return false;
6244 }
6245
6246 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6247 {
6248         return env->prog->jit_requested &&
6249                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
6250 }
6251
6252 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6253                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6254 {
6255         if (!map)
6256                 return 0;
6257
6258         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6259         switch (map->map_type) {
6260         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6261                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6262                         goto error;
6263                 break;
6264         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6265                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6266                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6267                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6268                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6269                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6270                         goto error;
6271                 break;
6272         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6273                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6274                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6275                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6276                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6277                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6278                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6279                         goto error;
6280                 break;
6281         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
6282                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
6283                         goto error;
6284                 break;
6285         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6286                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6287                         goto error;
6288                 break;
6289         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6290                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6291                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6292                         goto error;
6293                 break;
6294         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6295         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6296                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6297                         goto error;
6298                 break;
6299         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6300         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6301                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6302                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6303                         goto error;
6304                 break;
6305         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6306          * appear.
6307          */
6308         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6309                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6310                         goto error;
6311                 break;
6312         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6313                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6314                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6315                         goto error;
6316                 break;
6317         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6318         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6319                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6320                         goto error;
6321                 break;
6322         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6323                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6324                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6325                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6326                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6327                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6328                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6329                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6330                         goto error;
6331                 break;
6332         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6333                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6334                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6335                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6336                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6337                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6338                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6339                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6340                         goto error;
6341                 break;
6342         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6343                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6344                         goto error;
6345                 break;
6346         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6347         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6348                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6349                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6350                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6351                         goto error;
6352                 break;
6353         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6354                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6355                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6356                         goto error;
6357                 break;
6358         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6359                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6360                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6361                         goto error;
6362                 break;
6363         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6364                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6365                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6366                         goto error;
6367                 break;
6368         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6369                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6370                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6371                         goto error;
6372                 break;
6373         default:
6374                 break;
6375         }
6376
6377         /* ... and second from the function itself. */
6378         switch (func_id) {
6379         case BPF_FUNC_tail_call:
6380                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6381                         goto error;
6382                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6383                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6384                         return -EINVAL;
6385                 }
6386                 break;
6387         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6388         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6389         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6390         case BPF_FUNC_skb_output:
6391         case BPF_FUNC_xdp_output:
6392                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6393                         goto error;
6394                 break;
6395         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6396         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6397         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6398         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6399         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6400         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6401                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6402                         goto error;
6403                 break;
6404         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
6405                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
6406                         goto error;
6407                 break;
6408         case BPF_FUNC_get_stackid:
6409                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6410                         goto error;
6411                 break;
6412         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6413         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6414                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6415                         goto error;
6416                 break;
6417         case BPF_FUNC_redirect_map:
6418                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6419                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6420                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6421                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6422                         goto error;
6423                 break;
6424         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6425         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6426         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6427                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6428                         goto error;
6429                 break;
6430         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6431         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6432         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6433                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6434                         goto error;
6435                 break;
6436         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6437                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6438                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6439                         goto error;
6440                 break;
6441         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6442                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6443                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6444                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6445                         goto error;
6446                 break;
6447         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6448                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6449                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6450                         goto error;
6451                 break;
6452         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6453         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6454                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6455                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6457                         goto error;
6458                 break;
6459         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6460                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6461                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6462                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6463                         goto error;
6464                 break;
6465         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6466         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6467                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6468                         goto error;
6469                 break;
6470         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6471         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6472                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6473                         goto error;
6474                 break;
6475         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6476         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6477                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6478                         goto error;
6479                 break;
6480         default:
6481                 break;
6482         }
6483
6484         return 0;
6485 error:
6486         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6487                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6488         return -EINVAL;
6489 }
6490
6491 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6492 {
6493         int count = 0;
6494
6495         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6496                 count++;
6497         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6498                 count++;
6499         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6500                 count++;
6501         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6502                 count++;
6503         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6504                 count++;
6505
6506         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6507          * which is sufficient for the helper functions we have
6508          * right now.
6509          */
6510         return count <= 1;
6511 }
6512
6513 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6514 {
6515         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6516         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6517         bool is_next_size = false;
6518
6519         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6520                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6521
6522         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6523                 return is_next_size;
6524
6525         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6526 }
6527
6528 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6529 {
6530         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6531          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6532          * to be paired, so make sure there's no buggy
6533          * helper function specification.
6534          */
6535         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6536             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6537             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6538             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6539             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6540             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6541                 return false;
6542
6543         return true;
6544 }
6545
6546 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6547 {
6548         int i;
6549
6550         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6551                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
6552                         return false;
6553
6554                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6555                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6556                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
6557                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
6558                         return false;
6559         }
6560
6561         return true;
6562 }
6563
6564 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6565 {
6566         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6567                check_arg_pair_ok(fn) &&
6568                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
6569 }
6570
6571 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6572  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6573  */
6574 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6575 {
6576         struct bpf_func_state *state;
6577         struct bpf_reg_state *reg;
6578
6579         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6580                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6581                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6582         }));
6583 }
6584
6585 enum {
6586         AT_PKT_END = -1,
6587         BEYOND_PKT_END = -2,
6588 };
6589
6590 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6591 {
6592         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6593         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6594
6595         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6596                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6597                 return;
6598
6599         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6600          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6601          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6602          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6603          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6604          */
6605         if (range_open)
6606                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6607         else
6608                 reg->range = AT_PKT_END;
6609 }
6610
6611 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6612  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6613  */
6614 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6615                              int ref_obj_id)
6616 {
6617         struct bpf_func_state *state;
6618         struct bpf_reg_state *reg;
6619         int err;
6620
6621         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6622         if (err)
6623                 return err;
6624
6625         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6626                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
6627                         if (!env->allow_ptr_leaks)
6628                                 __mark_reg_not_init(env, reg);
6629                         else
6630                                 __mark_reg_unknown(env, reg);
6631                 }
6632         }));
6633
6634         return 0;
6635 }
6636
6637 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6638                                     struct bpf_reg_state *regs)
6639 {
6640         int i;
6641
6642         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6643         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6644                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6645                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6646         }
6647 }
6648
6649 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6650                                    struct bpf_func_state *caller,
6651                                    struct bpf_func_state *callee,
6652                                    int insn_idx);
6653
6654 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6655                              int *insn_idx, int subprog,
6656                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6657 {
6658         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6659         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6660         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6661         int err;
6662         bool is_global = false;
6663
6664         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6665                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6666                         state->curframe + 2);
6667                 return -E2BIG;
6668         }
6669
6670         caller = state->frame[state->curframe];
6671         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6672                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6673                         state->curframe + 1);
6674                 return -EFAULT;
6675         }
6676
6677         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6678         if (func_info_aux)
6679                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6680         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
6681         if (err == -EFAULT)
6682                 return err;
6683         if (is_global) {
6684                 if (err) {
6685                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6686                                 subprog);
6687                         return err;
6688                 } else {
6689                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6690                                 verbose(env,
6691                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6692                                         subprog);
6693                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6694
6695                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6696                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6697                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6698
6699                         /* continue with next insn after call */
6700                         return 0;
6701                 }
6702         }
6703
6704         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
6705             insn->src_reg == 0 &&
6706             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6707                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
6708
6709                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
6710                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
6711                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
6712                                          *insn_idx, subprog);
6713                 if (!async_cb)
6714                         return -EFAULT;
6715                 callee = async_cb->frame[0];
6716                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
6717
6718                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
6719                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6720                 if (err)
6721                         return err;
6722
6723                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6724                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6725                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6726                 /* continue with next insn after call */
6727                 return 0;
6728         }
6729
6730         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
6731         if (!callee)
6732                 return -ENOMEM;
6733         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
6734
6735         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
6736          * into its own stack before reading from it.
6737          * callee can read/write into caller's stack
6738          */
6739         init_func_state(env, callee,
6740                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
6741                         *insn_idx /* callsite */,
6742                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
6743                         subprog /* subprog number within this prog */);
6744
6745         /* Transfer references to the callee */
6746         err = copy_reference_state(callee, caller);
6747         if (err)
6748                 goto err_out;
6749
6750         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6751         if (err)
6752                 goto err_out;
6753
6754         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6755
6756         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
6757         state->curframe++;
6758
6759         /* and go analyze first insn of the callee */
6760         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
6761
6762         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6763                 verbose(env, "caller:\n");
6764                 print_verifier_state(env, caller, true);
6765                 verbose(env, "callee:\n");
6766                 print_verifier_state(env, callee, true);
6767         }
6768         return 0;
6769
6770 err_out:
6771         free_func_state(callee);
6772         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
6773         return err;
6774 }
6775
6776 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
6777                                    struct bpf_func_state *caller,
6778                                    struct bpf_func_state *callee)
6779 {
6780         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
6781          *      void *callback_ctx, u64 flags);
6782          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
6783          *      void *callback_ctx);
6784          */
6785         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6786
6787         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6788         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6789         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6790
6791         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6792         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6793         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6794
6795         /* pointer to stack or null */
6796         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
6797
6798         /* unused */
6799         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6800         return 0;
6801 }
6802
6803 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6804                             struct bpf_func_state *caller,
6805                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
6806 {
6807         int i;
6808
6809         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
6810          * pointers, which connects us up to the liveness chain
6811          */
6812         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
6813                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
6814         return 0;
6815 }
6816
6817 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6818                            int *insn_idx)
6819 {
6820         int subprog, target_insn;
6821
6822         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
6823         subprog = find_subprog(env, target_insn);
6824         if (subprog < 0) {
6825                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6826                         target_insn);
6827                 return -EFAULT;
6828         }
6829
6830         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
6831 }
6832
6833 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6834                                        struct bpf_func_state *caller,
6835                                        struct bpf_func_state *callee,
6836                                        int insn_idx)
6837 {
6838         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6839         struct bpf_map *map;
6840         int err;
6841
6842         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
6843                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
6844                 return -EINVAL;
6845         }
6846
6847         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
6848         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
6849             !map->ops->map_for_each_callback) {
6850                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
6851                 return -ENOTSUPP;
6852         }
6853
6854         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
6855         if (err)
6856                 return err;
6857
6858         callee->in_callback_fn = true;
6859         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6860         return 0;
6861 }
6862
6863 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6864                                    struct bpf_func_state *caller,
6865                                    struct bpf_func_state *callee,
6866                                    int insn_idx)
6867 {
6868         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
6869          *          u64 flags);
6870          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
6871          */
6872         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
6873         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6874
6875         /* unused */
6876         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6877         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6878         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6879
6880         callee->in_callback_fn = true;
6881         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6882         return 0;
6883 }
6884
6885 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6886                                     struct bpf_func_state *caller,
6887                                     struct bpf_func_state *callee,
6888                                     int insn_idx)
6889 {
6890         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6891
6892         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
6893          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
6894          */
6895         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6896         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6897         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
6898
6899         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6900         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6901         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
6902
6903         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6904         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6905         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
6906
6907         /* unused */
6908         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6909         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6910         callee->in_async_callback_fn = true;
6911         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6912         return 0;
6913 }
6914
6915 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6916                                        struct bpf_func_state *caller,
6917                                        struct bpf_func_state *callee,
6918                                        int insn_idx)
6919 {
6920         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
6921          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
6922          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
6923          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
6924          */
6925         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6926
6927         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
6928         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6929         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
6930         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
6931
6932         /* pointer to stack or null */
6933         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
6934
6935         /* unused */
6936         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6937         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6938         callee->in_callback_fn = true;
6939         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6940         return 0;
6941 }
6942
6943 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6944                                            struct bpf_func_state *caller,
6945                                            struct bpf_func_state *callee,
6946                                            int insn_idx)
6947 {
6948         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
6949          *                        callback_ctx, u64 flags);
6950          * callback_fn(struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
6951          */
6952         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
6953         callee->regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL;
6954         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6955         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6956
6957         /* unused */
6958         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6959         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6960         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6961
6962         callee->in_callback_fn = true;
6963         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6964         return 0;
6965 }
6966
6967 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
6968 {
6969         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6970         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6971         struct bpf_reg_state *r0;
6972         int err;
6973
6974         callee = state->frame[state->curframe];
6975         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
6976         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
6977                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
6978                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
6979                  * since these pointers are valid. Only current stack
6980                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
6981                  * but let's be conservative
6982                  */
6983                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
6984                 return -EINVAL;
6985         }
6986
6987         caller = state->frame[state->curframe - 1];
6988         if (callee->in_callback_fn) {
6989                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
6990                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
6991
6992                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
6993                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
6994                         return -EACCES;
6995                 }
6996                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
6997                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
6998                         return -EINVAL;
6999                 }
7000         } else {
7001                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
7002                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
7003         }
7004
7005         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
7006          * reference state at this point, or check_reference_leak would
7007          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
7008          * to copy it back.
7009          */
7010         if (!callee->in_callback_fn) {
7011                 /* Transfer references to the caller */
7012                 err = copy_reference_state(caller, callee);
7013                 if (err)
7014                         return err;
7015         }
7016
7017         *insn_idx = callee->callsite + 1;
7018         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7019                 verbose(env, "returning from callee:\n");
7020                 print_verifier_state(env, callee, true);
7021                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
7022                 print_verifier_state(env, caller, true);
7023         }
7024         /* clear everything in the callee */
7025         free_func_state(callee);
7026         state->frame[state->curframe--] = NULL;
7027         return 0;
7028 }
7029
7030 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
7031                                    int func_id,
7032                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7033 {
7034         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
7035
7036         if (ret_type != RET_INTEGER ||
7037             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
7038              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
7039              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
7040              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
7041              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
7042                 return;
7043
7044         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
7045         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
7046         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
7047         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
7048         reg_bounds_sync(ret_reg);
7049 }
7050
7051 static int
7052 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7053                 int func_id, int insn_idx)
7054 {
7055         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7056         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7057
7058         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
7059             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7060             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
7061             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7062             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
7063             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7064             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7065             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
7066             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7067             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
7068                 return 0;
7069
7070         if (map == NULL) {
7071                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7072                 return -EINVAL;
7073         }
7074
7075         /* In case of read-only, some additional restrictions
7076          * need to be applied in order to prevent altering the
7077          * state of the map from program side.
7078          */
7079         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7080             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7081              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7082              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7083              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7084                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7085                 return -EACCES;
7086         }
7087
7088         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7089                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7090                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7091         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7092                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7093                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7094         return 0;
7095 }
7096
7097 static int
7098 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7099                 int func_id, int insn_idx)
7100 {
7101         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7102         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7103         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7104         u64 val, max;
7105         int err;
7106
7107         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7108                 return 0;
7109         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7110                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7111                 return -EINVAL;
7112         }
7113
7114         reg = &regs[BPF_REG_3];
7115         val = reg->var_off.value;
7116         max = map->max_entries;
7117
7118         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
7119                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7120                 return 0;
7121         }
7122
7123         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7124         if (err)
7125                 return err;
7126         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7127                 bpf_map_key_store(aux, val);
7128         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7129                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7130                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7131         return 0;
7132 }
7133
7134 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7135 {
7136         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7137         bool refs_lingering = false;
7138         int i;
7139
7140         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
7141                 return 0;
7142
7143         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7144                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
7145                         continue;
7146                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7147                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7148                 refs_lingering = true;
7149         }
7150         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
7151 }
7152
7153 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7154                                    struct bpf_reg_state *regs)
7155 {
7156         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7157         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7158         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7159         int err, fmt_map_off, num_args;
7160         u64 fmt_addr;
7161         char *fmt;
7162
7163         /* data must be an array of u64 */
7164         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7165                 return -EINVAL;
7166         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7167
7168         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7169          * and map_direct_value_addr is set.
7170          */
7171         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7172         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7173                                                   fmt_map_off);
7174         if (err) {
7175                 verbose(env, "verifier bug\n");
7176                 return -EFAULT;
7177         }
7178         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7179
7180         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7181          * can focus on validating the format specifiers.
7182          */
7183         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7184         if (err < 0)
7185                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7186
7187         return err;
7188 }
7189
7190 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7191 {
7192         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7193         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7194
7195         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7196                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7197                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7198                                 func_id_name(func_id), func_id);
7199                         return -ENOTSUPP;
7200                 }
7201                 return 0;
7202         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7203                 return 0;
7204         }
7205
7206         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7207                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7208         return -ENOTSUPP;
7209 }
7210
7211 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7212 {
7213         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7214 }
7215
7216 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
7217 {
7218         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7219         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
7220         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
7221
7222         if (reg_is_null)
7223                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
7224
7225         return reg_is_null;
7226 }
7227
7228 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
7229 {
7230         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
7231
7232         if (!state->initialized) {
7233                 state->initialized = 1;
7234                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
7235                 state->callback_subprogno = subprogno;
7236                 return;
7237         }
7238
7239         if (!state->fit_for_inline)
7240                 return;
7241
7242         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
7243                                  state->callback_subprogno == subprogno);
7244 }
7245
7246 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7247                              int *insn_idx_p)
7248 {
7249         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7250         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7251         enum bpf_return_type ret_type;
7252         enum bpf_type_flag ret_flag;
7253         struct bpf_reg_state *regs;
7254         struct bpf_call_arg_meta meta;
7255         int insn_idx = *insn_idx_p;
7256         bool changes_data;
7257         int i, err, func_id;
7258
7259         /* find function prototype */
7260         func_id = insn->imm;
7261         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7262                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7263                         func_id);
7264                 return -EINVAL;
7265         }
7266
7267         if (env->ops->get_func_proto)
7268                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7269         if (!fn) {
7270                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7271                         func_id);
7272                 return -EINVAL;
7273         }
7274
7275         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7276         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7277                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7278                 return -EINVAL;
7279         }
7280
7281         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7282                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7283                 return -EINVAL;
7284         }
7285
7286         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7287         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7288         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7289                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7290                         func_id_name(func_id), func_id);
7291                 return -EINVAL;
7292         }
7293
7294         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7295         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7296
7297         err = check_func_proto(fn, func_id);
7298         if (err) {
7299                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7300                         func_id_name(func_id), func_id);
7301                 return err;
7302         }
7303
7304         meta.func_id = func_id;
7305         /* check args */
7306         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7307                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7308                 if (err)
7309                         return err;
7310         }
7311
7312         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7313         if (err)
7314                 return err;
7315
7316         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7317         if (err)
7318                 return err;
7319
7320         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7321          * is inferred from register state.
7322          */
7323         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7324                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7325                                        BPF_WRITE, -1, false);
7326                 if (err)
7327                         return err;
7328         }
7329
7330         regs = cur_regs(env);
7331
7332         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7333                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7334                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7335                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7336                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7337                         if (err)
7338                                 return err;
7339                 }
7340
7341                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7342                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7343                                               insn_idx);
7344                 if (err)
7345                         return err;
7346         }
7347
7348         if (meta.release_regno) {
7349                 err = -EINVAL;
7350                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7351                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7352                 else if (meta.ref_obj_id)
7353                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7354                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7355                  * released is NULL, which must be > R0.
7356                  */
7357                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7358                         err = 0;
7359                 if (err) {
7360                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7361                                 func_id_name(func_id), func_id);
7362                         return err;
7363                 }
7364         }
7365
7366         switch (func_id) {
7367         case BPF_FUNC_tail_call:
7368                 err = check_reference_leak(env);
7369                 if (err) {
7370                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7371                         return err;
7372                 }
7373                 break;
7374         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7375                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7376                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7377                  */
7378                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7379                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7380                         return -EINVAL;
7381                 }
7382                 break;
7383         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7384                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7385                                         set_map_elem_callback_state);
7386                 break;
7387         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7388                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7389                                         set_timer_callback_state);
7390                 break;
7391         case BPF_FUNC_find_vma:
7392                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7393                                         set_find_vma_callback_state);
7394                 break;
7395         case BPF_FUNC_snprintf:
7396                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7397                 break;
7398         case BPF_FUNC_loop:
7399                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
7400                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7401                                         set_loop_callback_state);
7402                 break;
7403         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7404                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7405                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7406                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7407                         return -EACCES;
7408                 }
7409                 break;
7410         case BPF_FUNC_set_retval:
7411                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7412                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
7413                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
7414                                 /* Make sure programs that attach to void
7415                                  * hooks don't try to modify return value.
7416                                  */
7417                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
7418                                 return -EINVAL;
7419                         }
7420                 }
7421                 break;
7422         case BPF_FUNC_dynptr_data:
7423                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7424                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7425                                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1 + i];
7426
7427                                 if (meta.ref_obj_id) {
7428                                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
7429                                         return -EFAULT;
7430                                 }
7431
7432                                 if (base_type(reg->type) != PTR_TO_DYNPTR)
7433                                         /* Find the id of the dynptr we're
7434                                          * tracking the reference of
7435                                          */
7436                                         meta.ref_obj_id = stack_slot_get_id(env, reg);
7437                                 break;
7438                         }
7439                 }
7440                 if (i == MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
7441                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr in bpf_dynptr_data()\n");
7442                         return -EFAULT;
7443                 }
7444                 break;
7445         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7446                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7447                                         set_user_ringbuf_callback_state);
7448                 break;
7449         }
7450
7451         if (err)
7452                 return err;
7453
7454         /* reset caller saved regs */
7455         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7456                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7457                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7458         }
7459
7460         /* helper call returns 64-bit value. */
7461         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7462
7463         /* update return register (already marked as written above) */
7464         ret_type = fn->ret_type;
7465         ret_flag = type_flag(ret_type);
7466
7467         switch (base_type(ret_type)) {
7468         case RET_INTEGER:
7469                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7470                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7471                 break;
7472         case RET_VOID:
7473                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7474                 break;
7475         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
7476                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7477                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7478                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7479                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7480                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7481                  */
7482                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7483                         verbose(env,
7484                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7485                         return -EINVAL;
7486                 }
7487                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7488                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7489                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7490                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7491                     map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr)) {
7492                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7493                 }
7494                 break;
7495         case RET_PTR_TO_SOCKET:
7496                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7497                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7498                 break;
7499         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
7500                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7501                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7502                 break;
7503         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
7504                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7505                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7506                 break;
7507         case RET_PTR_TO_ALLOC_MEM:
7508                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7509                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7510                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7511                 break;
7512         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
7513         {
7514                 const struct btf_type *t;
7515
7516                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7517                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7518                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7519                         u32 tsize;
7520                         const struct btf_type *ret;
7521                         const char *tname;
7522
7523                         /* resolve the type size of ksym. */
7524                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7525                         if (IS_ERR(ret)) {
7526                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7527                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7528                                         tname, PTR_ERR(ret));
7529                                 return -EINVAL;
7530                         }
7531                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7532                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7533                 } else {
7534                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7535                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7536                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7537                          * check_mem_access().
7538                          */
7539                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7540
7541                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7542                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7543                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7544                 }
7545                 break;
7546         }
7547         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
7548         {
7549                 struct btf *ret_btf;
7550                 int ret_btf_id;
7551
7552                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7553                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7554                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7555                         ret_btf = meta.kptr_off_desc->kptr.btf;
7556                         ret_btf_id = meta.kptr_off_desc->kptr.btf_id;
7557                 } else {
7558                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7559                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7560                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
7561                                         func_id_name(func_id));
7562                                 return -EINVAL;
7563                         }
7564                         ret_btf = btf_vmlinux;
7565                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7566                 }
7567                 if (ret_btf_id == 0) {
7568                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7569                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7570                                 func_id);
7571                         return -EINVAL;
7572                 }
7573                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7574                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7575                 break;
7576         }
7577         default:
7578                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7579                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7580                 return -EINVAL;
7581         }
7582
7583         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7584                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7585
7586         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
7587                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
7588                         func_id_name(func_id), func_id);
7589                 return -EFAULT;
7590         }
7591
7592         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
7593                 /* For release_reference() */
7594                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7595         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7596                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7597
7598                 if (id < 0)
7599                         return id;
7600                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7601                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7602                 /* For release_reference() */
7603                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7604         }
7605
7606         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7607
7608         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7609         if (err)
7610                 return err;
7611
7612         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7613              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7614             !env->prog->has_callchain_buf) {
7615                 const char *err_str;
7616
7617 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7618                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7619                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7620 #else
7621                 err = -ENOTSUPP;
7622                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7623 #endif
7624                 if (err) {
7625                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7626                         return err;
7627                 }
7628
7629                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7630         }
7631
7632         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7633                 env->prog->call_get_stack = true;
7634
7635         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7636                 if (check_get_func_ip(env))
7637                         return -ENOTSUPP;
7638                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7639         }
7640
7641         if (changes_data)
7642                 clear_all_pkt_pointers(env);
7643         return 0;
7644 }
7645
7646 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7647  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7648  */
7649 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7650                                    size_t reg_size)
7651 {
7652         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7653
7654         if (regno == BPF_REG_0) {
7655                 /* Function return value */
7656                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7657                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7658                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7659         } else {
7660                 /* Function argument */
7661                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7662                         mark_insn_zext(env, reg);
7663                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7664                 } else {
7665                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7666                 }
7667         }
7668 }
7669
7670 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7671                             int *insn_idx_p)
7672 {
7673         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
7674         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7675         struct bpf_kfunc_arg_meta meta = { 0 };
7676         const char *func_name, *ptr_type_name;
7677         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
7678         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
7679         const struct btf_param *args;
7680         struct btf *desc_btf;
7681         u32 *kfunc_flags;
7682         bool acq;
7683
7684         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
7685         if (!insn->imm)
7686                 return 0;
7687
7688         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
7689         if (IS_ERR(desc_btf))
7690                 return PTR_ERR(desc_btf);
7691
7692         func_id = insn->imm;
7693         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
7694         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
7695         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
7696
7697         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
7698         if (!kfunc_flags) {
7699                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
7700                         func_name);
7701                 return -EACCES;
7702         }
7703         if (*kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
7704                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capabilities\n");
7705                 return -EACCES;
7706         }
7707
7708         acq = *kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
7709
7710         meta.flags = *kfunc_flags;
7711
7712         /* Check the arguments */
7713         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, desc_btf, func_id, regs, &meta);
7714         if (err < 0)
7715                 return err;
7716         /* In case of release function, we get register number of refcounted
7717          * PTR_TO_BTF_ID back from btf_check_kfunc_arg_match, do the release now
7718          */
7719         if (err) {
7720                 err = release_reference(env, regs[err].ref_obj_id);
7721                 if (err) {
7722                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
7723                                 func_name, func_id);
7724                         return err;
7725                 }
7726         }
7727
7728         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
7729                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7730
7731         /* Check return type */
7732         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
7733
7734         if (acq && !btf_type_is_struct_ptr(desc_btf, t)) {
7735                 verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
7736                 return -EINVAL;
7737         }
7738
7739         if (btf_type_is_scalar(t)) {
7740                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7741                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
7742         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
7743                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type,
7744                                                    &ptr_type_id);
7745                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
7746                         if (!meta.r0_size) {
7747                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
7748                                                                    ptr_type->name_off);
7749                                 verbose(env,
7750                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
7751                                         func_name,
7752                                         btf_type_str(ptr_type),
7753                                         ptr_type_name);
7754                                 return -EINVAL;
7755                         }
7756
7757                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7758                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
7759                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
7760
7761                         if (meta.r0_rdonly)
7762                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
7763
7764                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
7765                         if (meta.ref_obj_id)
7766                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7767                 } else {
7768                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7769                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
7770                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
7771                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
7772                 }
7773                 if (*kfunc_flags & KF_RET_NULL) {
7774                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
7775                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
7776                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7777                 }
7778                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
7779                 if (acq) {
7780                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7781
7782                         if (id < 0)
7783                                 return id;
7784                         regs[BPF_REG_0].id = id;
7785                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7786                 }
7787         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
7788
7789         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
7790         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
7791         for (i = 0; i < nargs; i++) {
7792                 u32 regno = i + 1;
7793
7794                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
7795                 if (btf_type_is_ptr(t))
7796                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
7797                 else
7798                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
7799                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
7800         }
7801
7802         return 0;
7803 }
7804
7805 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
7806 {
7807         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
7808         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
7809
7810         if (b < 0)
7811                 return res > a;
7812         return res < a;
7813 }
7814
7815 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
7816 {
7817         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
7818         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
7819
7820         if (b < 0)
7821                 return res > a;
7822         return res < a;
7823 }
7824
7825 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
7826 {
7827         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
7828         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
7829
7830         if (b < 0)
7831                 return res < a;
7832         return res > a;
7833 }
7834
7835 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
7836 {
7837         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
7838         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
7839
7840         if (b < 0)
7841                 return res < a;
7842         return res > a;
7843 }
7844
7845 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
7846                                   const struct bpf_reg_state *reg,
7847                                   enum bpf_reg_type type)
7848 {
7849         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
7850         s64 val = reg->var_off.value;
7851         s64 smin = reg->smin_value;
7852
7853         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
7854                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
7855                         reg_type_str(env, type), val);
7856                 return false;
7857         }
7858
7859         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7860                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
7861                         reg_type_str(env, type), reg->off);
7862                 return false;
7863         }
7864
7865         if (smin == S64_MIN) {
7866                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
7867                         reg_type_str(env, type));
7868                 return false;
7869         }
7870
7871         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7872                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
7873                         smin, reg_type_str(env, type));
7874                 return false;
7875         }
7876
7877         return true;
7878 }
7879
7880 enum {
7881         REASON_BOUNDS   = -1,
7882         REASON_TYPE     = -2,
7883         REASON_PATHS    = -3,
7884         REASON_LIMIT    = -4,
7885         REASON_STACK    = -5,
7886 };
7887
7888 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7889                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
7890 {
7891         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
7892
7893         switch (ptr_reg->type) {
7894         case PTR_TO_STACK:
7895                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
7896                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
7897                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
7898                  * currently prohibited for unprivileged.
7899                  */
7900                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
7901                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
7902                 break;
7903         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7904                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
7905                 ptr_limit = (mask_to_left ?
7906                              ptr_reg->smin_value :
7907                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
7908                 break;
7909         default:
7910                 return REASON_TYPE;
7911         }
7912
7913         if (ptr_limit >= max)
7914                 return REASON_LIMIT;
7915         *alu_limit = ptr_limit;
7916         return 0;
7917 }
7918
7919 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
7920                                     const struct bpf_insn *insn)
7921 {
7922         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
7923 }
7924
7925 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
7926                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
7927 {
7928         /* If we arrived here from different branches with different
7929          * state or limits to sanitize, then this won't work.
7930          */
7931         if (aux->alu_state &&
7932             (aux->alu_state != alu_state ||
7933              aux->alu_limit != alu_limit))
7934                 return REASON_PATHS;
7935
7936         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
7937         aux->alu_state = alu_state;
7938         aux->alu_limit = alu_limit;
7939         return 0;
7940 }
7941
7942 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7943                             struct bpf_insn *insn)
7944 {
7945         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7946
7947         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7948                 return 0;
7949
7950         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
7951 }
7952
7953 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
7954 {
7955         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
7956 }
7957
7958 struct bpf_sanitize_info {
7959         struct bpf_insn_aux_data aux;
7960         bool mask_to_left;
7961 };
7962
7963 static struct bpf_verifier_state *
7964 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
7965                           const struct bpf_insn *insn,
7966                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
7967 {
7968         struct bpf_verifier_state *branch;
7969         struct bpf_reg_state *regs;
7970
7971         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
7972         if (branch && insn) {
7973                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
7974                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7975                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7976                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7977                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7978                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
7979                 }
7980         }
7981         return branch;
7982 }
7983
7984 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7985                             struct bpf_insn *insn,
7986                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7987                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
7988                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
7989                             struct bpf_sanitize_info *info,
7990                             const bool commit_window)
7991 {
7992         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
7993         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7994         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
7995         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
7996         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
7997         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7998         u32 alu_state, alu_limit;
7999         struct bpf_reg_state tmp;
8000         bool ret;
8001         int err;
8002
8003         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
8004                 return 0;
8005
8006         /* We already marked aux for masking from non-speculative
8007          * paths, thus we got here in the first place. We only care
8008          * to explore bad access from here.
8009          */
8010         if (vstate->speculative)
8011                 goto do_sim;
8012
8013         if (!commit_window) {
8014                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
8015                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
8016                         return REASON_BOUNDS;
8017
8018                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
8019                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
8020         }
8021
8022         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
8023         if (err < 0)
8024                 return err;
8025
8026         if (commit_window) {
8027                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
8028                  * the observed pointer move after the simulated operation.
8029                  */
8030                 alu_state = info->aux.alu_state;
8031                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
8032         } else {
8033                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
8034                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
8035                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
8036                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
8037
8038                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
8039                  * potential masking differences from other program paths.
8040                  */
8041                 if (!off_is_imm)
8042                         env->explore_alu_limits = true;
8043         }
8044
8045         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
8046         if (err < 0)
8047                 return err;
8048 do_sim:
8049         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
8050          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
8051          * stack.
8052          *
8053          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
8054          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
8055          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
8056          */
8057         if (commit_window || off_is_imm)
8058                 return 0;
8059
8060         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
8061          * speculative execution from truncation as a result of
8062          * masking when off was not within expected range. If off
8063          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
8064          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
8065          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
8066          * and truncated reg-based in the other in order to explore
8067          * bad access.
8068          */
8069         if (!ptr_is_dst_reg) {
8070                 tmp = *dst_reg;
8071                 *dst_reg = *ptr_reg;
8072         }
8073         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
8074                                         env->insn_idx);
8075         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
8076                 *dst_reg = tmp;
8077         return !ret ? REASON_STACK : 0;
8078 }
8079
8080 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
8081 {
8082         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8083
8084         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
8085          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
8086          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
8087          * rewrite/sanitize them.
8088          */
8089         if (!vstate->speculative)
8090                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
8091 }
8092
8093 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
8094                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
8095                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
8096                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
8097 {
8098         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
8099         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
8100         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
8101
8102         switch (reason) {
8103         case REASON_BOUNDS:
8104                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
8105                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
8106                 break;
8107         case REASON_TYPE:
8108                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
8109                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
8110                 break;
8111         case REASON_PATHS:
8112                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
8113                         dst, op, err);
8114                 break;
8115         case REASON_LIMIT:
8116                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
8117                         dst, op, err);
8118                 break;
8119         case REASON_STACK:
8120                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
8121                         dst, err);
8122                 break;
8123         default:
8124                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
8125                         reason);
8126                 break;
8127         }
8128
8129         return -EACCES;
8130 }
8131
8132 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
8133  * have a variable offset.
8134  *
8135  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
8136  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
8137  * retrieve_ptr_limit().
8138  *
8139  *
8140  * 'off' includes 'reg->off'.
8141  */
8142 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
8143                                 struct bpf_verifier_env *env,
8144                                 int regno,
8145                                 const struct bpf_reg_state *reg,
8146                                 int off)
8147 {
8148         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8149                 char tn_buf[48];
8150
8151                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8152                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
8153                         regno, tn_buf, off);
8154                 return -EACCES;
8155         }
8156
8157         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
8158                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
8159                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
8160                 return -EACCES;
8161         }
8162
8163         return 0;
8164 }
8165
8166 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
8167                                  const struct bpf_insn *insn,
8168                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
8169 {
8170         u32 dst = insn->dst_reg;
8171
8172         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
8173          * in order to be able to sanitize access later on.
8174          */
8175         if (env->bypass_spec_v1)
8176                 return 0;
8177
8178         switch (dst_reg->type) {
8179         case PTR_TO_STACK:
8180                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
8181                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
8182                         return -EACCES;
8183                 break;
8184         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8185                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
8186                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
8187                                 "prohibited for !root\n", dst);
8188                         return -EACCES;
8189                 }
8190                 break;
8191         default:
8192                 break;
8193         }
8194
8195         return 0;
8196 }
8197
8198 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
8199  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
8200  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
8201  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
8202  */
8203 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8204                                    struct bpf_insn *insn,
8205                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
8206                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
8207 {
8208         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8209         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8210         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
8211         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
8212         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
8213             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
8214         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
8215             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
8216         struct bpf_sanitize_info info = {};
8217         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8218         u32 dst = insn->dst_reg;
8219         int ret;
8220
8221         dst_reg = &regs[dst];
8222
8223         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8224             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8225                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
8226                  * e.g. dead branches.
8227                  */
8228                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8229                 return 0;
8230         }
8231
8232         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
8233                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
8234                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8235                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8236                         return 0;
8237                 }
8238
8239                 verbose(env,
8240                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
8241                         dst);
8242                 return -EACCES;
8243         }
8244
8245         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
8246                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
8247                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8248                 return -EACCES;
8249         }
8250
8251         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
8252         case CONST_PTR_TO_MAP:
8253                 /* smin_val represents the known value */
8254                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
8255                         break;
8256                 fallthrough;
8257         case PTR_TO_PACKET_END:
8258         case PTR_TO_SOCKET:
8259         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8260         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8261         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8262                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
8263                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8264                 return -EACCES;
8265         default:
8266                 break;
8267         }
8268
8269         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
8270          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
8271          */
8272         dst_reg->type = ptr_reg->type;
8273         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8274
8275         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
8276             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
8277                 return -EINVAL;
8278
8279         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
8280         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8281
8282         if (sanitize_needed(opcode)) {
8283                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
8284                                        &info, false);
8285                 if (ret < 0)
8286                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8287         }
8288
8289         switch (opcode) {
8290         case BPF_ADD:
8291                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
8292                  * the s32 'off' field
8293                  */
8294                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
8295                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
8296                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
8297                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8298                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8299                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8300                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8301                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8302                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
8303                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8304                         break;
8305                 }
8306                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
8307                  * == 0, since it's a scalar.
8308                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
8309                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
8310                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
8311                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
8312                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
8313                  * from ptr_reg.
8314                  */
8315                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
8316                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
8317                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8318                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8319                 } else {
8320                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
8321                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
8322                 }
8323                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
8324                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
8325                         dst_reg->umin_value = 0;
8326                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8327                 } else {
8328                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
8329                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
8330                 }
8331                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8332                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8333                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8334                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8335                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8336                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8337                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8338                 }
8339                 break;
8340         case BPF_SUB:
8341                 if (dst_reg == off_reg) {
8342                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
8343                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
8344                                 dst);
8345                         return -EACCES;
8346                 }
8347                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
8348                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
8349                  * be able to deal with it.
8350                  */
8351                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
8352                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
8353                                 dst);
8354                         return -EACCES;
8355                 }
8356                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
8357                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
8358                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
8359                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8360                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8361                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8362                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8363                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8364                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8365                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
8366                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8367                         break;
8368                 }
8369                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
8370                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
8371                  */
8372                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
8373                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
8374                         /* Overflow possible, we know nothing */
8375                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8376                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8377                 } else {
8378                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
8379                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
8380                 }
8381                 if (umin_ptr < umax_val) {
8382                         /* Overflow possible, we know nothing */
8383                         dst_reg->umin_value = 0;
8384                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8385                 } else {
8386                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8387                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
8388                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
8389                 }
8390                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8391                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8392                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8393                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8394                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8395                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8396                         if (smin_val < 0)
8397                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8398                 }
8399                 break;
8400         case BPF_AND:
8401         case BPF_OR:
8402         case BPF_XOR:
8403                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
8404                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
8405                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8406                 return -EACCES;
8407         default:
8408                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
8409                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
8410                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8411                 return -EACCES;
8412         }
8413
8414         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
8415                 return -EINVAL;
8416         reg_bounds_sync(dst_reg);
8417         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
8418                 return -EACCES;
8419         if (sanitize_needed(opcode)) {
8420                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
8421                                        &info, true);
8422                 if (ret < 0)
8423                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8424         }
8425
8426         return 0;
8427 }
8428
8429 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8430                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8431 {
8432         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8433         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8434         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8435         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8436
8437         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
8438             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
8439                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8440                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8441         } else {
8442                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
8443                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
8444         }
8445         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
8446             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
8447                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8448                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8449         } else {
8450                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
8451                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
8452         }
8453 }
8454
8455 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8456                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8457 {
8458         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8459         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8460         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8461         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8462
8463         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
8464             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
8465                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8466                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8467         } else {
8468                 dst_reg->smin_value += smin_val;
8469                 dst_reg->smax_value += smax_val;
8470         }
8471         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
8472             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
8473                 dst_reg->umin_value = 0;
8474                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8475         } else {
8476                 dst_reg->umin_value += umin_val;
8477                 dst_reg->umax_value += umax_val;
8478         }
8479 }
8480
8481 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8482                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8483 {
8484         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8485         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8486         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8487         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8488
8489         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
8490             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
8491                 /* Overflow possible, we know nothing */
8492                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8493                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8494         } else {
8495                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
8496                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
8497         }
8498         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
8499                 /* Overflow possible, we know nothing */
8500                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8501                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8502         } else {
8503                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8504                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
8505                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
8506         }
8507 }
8508
8509 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8510                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8511 {
8512         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8513         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8514         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8515         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8516
8517         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
8518             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
8519                 /* Overflow possible, we know nothing */
8520                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8521                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8522         } else {
8523                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
8524                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
8525         }
8526         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
8527                 /* Overflow possible, we know nothing */
8528                 dst_reg->umin_value = 0;
8529                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8530         } else {
8531                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8532                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
8533                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
8534         }
8535 }
8536
8537 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8538                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8539 {
8540         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8541         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8542         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8543
8544         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
8545                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8546                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8547                 return;
8548         }
8549         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8550          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
8551          */
8552         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
8553                 /* Potential overflow, we know nothing */
8554                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8555                 return;
8556         }
8557         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
8558         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
8559         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
8560                 /* Overflow possible, we know nothing */
8561                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8562                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8563         } else {
8564                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8565                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8566         }
8567 }
8568
8569 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8570                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8571 {
8572         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8573         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8574         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8575
8576         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
8577                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8578                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8579                 return;
8580         }
8581         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8582          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
8583          */
8584         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
8585                 /* Potential overflow, we know nothing */
8586                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8587                 return;
8588         }
8589         dst_reg->umin_value *= umin_val;
8590         dst_reg->umax_value *= umax_val;
8591         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
8592                 /* Overflow possible, we know nothing */
8593                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8594                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8595         } else {
8596                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8597                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8598         }
8599 }
8600
8601 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8602                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8603 {
8604         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8605         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8606         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8607         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8608         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8609
8610         if (src_known && dst_known) {
8611                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8612                 return;
8613         }
8614
8615         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8616          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8617          */
8618         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8619         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
8620         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8621                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8622                  * ain't nobody got time for that.
8623                  */
8624                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8625                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8626         } else {
8627                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8628                  * cast result into s64.
8629                  */
8630                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8631                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8632         }
8633 }
8634
8635 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8636                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8637 {
8638         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8639         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8640         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8641         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8642
8643         if (src_known && dst_known) {
8644                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8645                 return;
8646         }
8647
8648         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8649          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8650          */
8651         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8652         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
8653         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8654                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8655                  * ain't nobody got time for that.
8656                  */
8657                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8658                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8659         } else {
8660                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8661                  * cast result into s64.
8662                  */
8663                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8664                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8665         }
8666         /* We may learn something more from the var_off */
8667         __update_reg_bounds(dst_reg);
8668 }
8669
8670 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8671                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8672 {
8673         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8674         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8675         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8676         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8677         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8678
8679         if (src_known && dst_known) {
8680                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8681                 return;
8682         }
8683
8684         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8685          * maximum of the operands' minima
8686          */
8687         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
8688         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8689         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8690                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8691                  * ain't nobody got time for that.
8692                  */
8693                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8694                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8695         } else {
8696                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8697                  * cast result into s64.
8698                  */
8699                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8700                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8701         }
8702 }
8703
8704 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8705                               struct bpf_reg_state *src_reg)
8706 {
8707         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8708         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8709         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8710         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8711
8712         if (src_known && dst_known) {
8713                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8714                 return;
8715         }
8716
8717         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8718          * maximum of the operands' minima
8719          */
8720         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
8721         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8722         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8723                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8724                  * ain't nobody got time for that.
8725                  */
8726                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8727                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8728         } else {
8729                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8730                  * cast result into s64.
8731                  */
8732                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8733                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8734         }
8735         /* We may learn something more from the var_off */
8736         __update_reg_bounds(dst_reg);
8737 }
8738
8739 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8740                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8741 {
8742         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8743         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8744         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8745         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8746
8747         if (src_known && dst_known) {
8748                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8749                 return;
8750         }
8751
8752         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
8753         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8754         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8755
8756         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8757                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8758                  * so safe to cast u32 result into s32.
8759                  */
8760                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8761                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8762         } else {
8763                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8764                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8765         }
8766 }
8767
8768 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8769                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8770 {
8771         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8772         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8773         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8774
8775         if (src_known && dst_known) {
8776                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
8777                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8778                 return;
8779         }
8780
8781         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
8782         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8783         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8784
8785         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8786                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8787                  * so safe to cast u64 result into s64.
8788                  */
8789                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8790                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8791         } else {
8792                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8793                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8794         }
8795
8796         __update_reg_bounds(dst_reg);
8797 }
8798
8799 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8800                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8801 {
8802         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
8803          * up from var_off)
8804          */
8805         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8806         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8807         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8808         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
8809                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8810                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8811         } else {
8812                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
8813                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
8814         }
8815 }
8816
8817 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8818                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8819 {
8820         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8821         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8822         /* u32 alu operation will zext upper bits */
8823         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8824
8825         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8826         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
8827         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
8828          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
8829          * if some path skips this step we are still safe.
8830          */
8831         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8832         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8833 }
8834
8835 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8836                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8837 {
8838         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
8839          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
8840          * positive we know this shift will also be positive so we can track
8841          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
8842          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
8843          * later to shifts of any length.
8844          */
8845         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
8846                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
8847         else
8848                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8849
8850         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
8851                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
8852         else
8853                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8854
8855         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8856         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
8857                 dst_reg->umin_value = 0;
8858                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8859         } else {
8860                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
8861                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
8862         }
8863 }
8864
8865 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8866                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8867 {
8868         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8869         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8870
8871         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
8872         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8873         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8874
8875         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8876         /* We may learn something more from the var_off */
8877         __update_reg_bounds(dst_reg);
8878 }
8879
8880 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8881                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8882 {
8883         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8884         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8885         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8886
8887         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8888          * be negative, then either:
8889          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8890          *    unknown, so we lose our signed bounds
8891          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8892          *    signed bounds
8893          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8894          *    about the result
8895          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8896          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8897          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8898          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8899          * var_off of the result.
8900          */
8901         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8902         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8903
8904         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
8905         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
8906         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
8907
8908         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8909         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8910 }
8911
8912 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8913                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8914 {
8915         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8916         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8917
8918         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8919          * be negative, then either:
8920          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8921          *    unknown, so we lose our signed bounds
8922          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8923          *    signed bounds
8924          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8925          *    about the result
8926          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8927          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8928          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8929          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8930          * var_off of the result.
8931          */
8932         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8933         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8934         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8935         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
8936         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
8937
8938         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8939          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
8940          * so we can recalculate later from tnum.
8941          */
8942         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8943         __update_reg_bounds(dst_reg);
8944 }
8945
8946 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8947                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
8948 {
8949         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8950
8951         /* Upon reaching here, src_known is true and
8952          * umax_val is equal to umin_val.
8953          */
8954         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
8955         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
8956
8957         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
8958
8959         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8960          * dst_reg var_off to refine the result.
8961          */
8962         dst_reg->u32_min_value = 0;
8963         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8964
8965         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8966         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8967 }
8968
8969 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8970                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8971 {
8972         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8973
8974         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
8975          * to umin_val.
8976          */
8977         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
8978         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
8979
8980         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
8981
8982         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8983          * dst_reg var_off to refine the result.
8984          */
8985         dst_reg->umin_value = 0;
8986         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8987
8988         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8989          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
8990          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
8991          */
8992         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8993         __update_reg_bounds(dst_reg);
8994 }
8995
8996 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
8997  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
8998  * need extra checks in the 32-bit case.
8999  */
9000 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9001                                       struct bpf_insn *insn,
9002                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
9003                                       struct bpf_reg_state src_reg)
9004 {
9005         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9006         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9007         bool src_known;
9008         s64 smin_val, smax_val;
9009         u64 umin_val, umax_val;
9010         s32 s32_min_val, s32_max_val;
9011         u32 u32_min_val, u32_max_val;
9012         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
9013         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
9014         int ret;
9015
9016         smin_val = src_reg.smin_value;
9017         smax_val = src_reg.smax_value;
9018         umin_val = src_reg.umin_value;
9019         umax_val = src_reg.umax_value;
9020
9021         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
9022         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
9023         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
9024         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
9025
9026         if (alu32) {
9027                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
9028                 if ((src_known &&
9029                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
9030                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
9031                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
9032                          * derived from e.g. dead branches.
9033                          */
9034                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9035                         return 0;
9036                 }
9037         } else {
9038                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
9039                 if ((src_known &&
9040                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
9041                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
9042                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
9043                          * derived from e.g. dead branches.
9044                          */
9045                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9046                         return 0;
9047                 }
9048         }
9049
9050         if (!src_known &&
9051             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
9052                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9053                 return 0;
9054         }
9055
9056         if (sanitize_needed(opcode)) {
9057                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
9058                 if (ret < 0)
9059                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
9060         }
9061
9062         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
9063          * There are two classes of instructions: The first class we track both
9064          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
9065          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
9066          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
9067          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
9068          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
9069          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
9070          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
9071          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
9072          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
9073          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
9074          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
9075          */
9076         switch (opcode) {
9077         case BPF_ADD:
9078                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
9079                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
9080                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9081                 break;
9082         case BPF_SUB:
9083                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
9084                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
9085                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9086                 break;
9087         case BPF_MUL:
9088                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9089                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
9090                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
9091                 break;
9092         case BPF_AND:
9093                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9094                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
9095                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
9096                 break;
9097         case BPF_OR:
9098                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9099                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
9100                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
9101                 break;
9102         case BPF_XOR:
9103                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9104                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
9105                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
9106                 break;
9107         case BPF_LSH:
9108                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9109                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9110                          * This includes shifts by a negative number.
9111                          */
9112                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9113                         break;
9114                 }
9115                 if (alu32)
9116                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
9117                 else
9118                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
9119                 break;
9120         case BPF_RSH:
9121                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9122                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9123                          * This includes shifts by a negative number.
9124                          */
9125                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9126                         break;
9127                 }
9128                 if (alu32)
9129                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
9130                 else
9131                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
9132                 break;
9133         case BPF_ARSH:
9134                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9135                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9136                          * This includes shifts by a negative number.
9137                          */
9138                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9139                         break;
9140                 }
9141                 if (alu32)
9142                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
9143                 else
9144                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
9145                 break;
9146         default:
9147                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9148                 break;
9149         }
9150
9151         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
9152         if (alu32)
9153                 zext_32_to_64(dst_reg);
9154         reg_bounds_sync(dst_reg);
9155         return 0;
9156 }
9157
9158 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
9159  * and var_off.
9160  */
9161 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9162                                    struct bpf_insn *insn)
9163 {
9164         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9165         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9166         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
9167         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
9168         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9169         int err;
9170
9171         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
9172         src_reg = NULL;
9173         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
9174                 ptr_reg = dst_reg;
9175         else
9176                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
9177                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
9178                  */
9179                 dst_reg->id = 0;
9180         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9181                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
9182                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9183                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9184                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
9185                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
9186                                  * pointer subtraction
9187                                  */
9188                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9189                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9190                                         return 0;
9191                                 }
9192                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
9193                                         insn->dst_reg,
9194                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9195                                 return -EACCES;
9196                         } else {
9197                                 /* scalar += pointer
9198                                  * This is legal, but we have to reverse our
9199                                  * src/dest handling in computing the range
9200                                  */
9201                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
9202                                 if (err)
9203                                         return err;
9204                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9205                                                                src_reg, dst_reg);
9206                         }
9207                 } else if (ptr_reg) {
9208                         /* pointer += scalar */
9209                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9210                         if (err)
9211                                 return err;
9212                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9213                                                        dst_reg, src_reg);
9214                 }
9215         } else {
9216                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
9217                  * need to be able to read from this state.
9218                  */
9219                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
9220                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
9221                 src_reg = &off_reg;
9222                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
9223                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9224                                                        ptr_reg, src_reg);
9225         }
9226
9227         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
9228         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
9229                 print_verifier_state(env, state, true);
9230                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
9231                 return -EINVAL;
9232         }
9233         if (WARN_ON(!src_reg)) {
9234                 print_verifier_state(env, state, true);
9235                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
9236                 return -EINVAL;
9237         }
9238         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
9239 }
9240
9241 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
9242 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9243 {
9244         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9245         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9246         int err;
9247
9248         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
9249                 if (opcode == BPF_NEG) {
9250                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9251                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9252                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
9253                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
9254                                 return -EINVAL;
9255                         }
9256                 } else {
9257                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9258                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
9259                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9260                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
9261                                 return -EINVAL;
9262                         }
9263                 }
9264
9265                 /* check src operand */
9266                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9267                 if (err)
9268                         return err;
9269
9270                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9271                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
9272                                 insn->dst_reg);
9273                         return -EACCES;
9274                 }
9275
9276                 /* check dest operand */
9277                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9278                 if (err)
9279                         return err;
9280
9281         } else if (opcode == BPF_MOV) {
9282
9283                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9284                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9285                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9286                                 return -EINVAL;
9287                         }
9288
9289                         /* check src operand */
9290                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9291                         if (err)
9292                                 return err;
9293                 } else {
9294                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9295                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9296                                 return -EINVAL;
9297                         }
9298                 }
9299
9300                 /* check dest operand, mark as required later */
9301                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9302                 if (err)
9303                         return err;
9304
9305                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9306                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
9307                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
9308
9309                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9310                                 /* case: R1 = R2
9311                                  * copy register state to dest reg
9312                                  */
9313                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
9314                                         /* Assign src and dst registers the same ID
9315                                          * that will be used by find_equal_scalars()
9316                                          * to propagate min/max range.
9317                                          */
9318                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
9319                                 *dst_reg = *src_reg;
9320                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9321                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9322                         } else {
9323                                 /* R1 = (u32) R2 */
9324                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
9325                                         verbose(env,
9326                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
9327                                                 insn->src_reg);
9328                                         return -EACCES;
9329                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9330                                         *dst_reg = *src_reg;
9331                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
9332                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
9333                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
9334                                          */
9335                                         dst_reg->id = 0;
9336                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9337                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
9338                                 } else {
9339                                         mark_reg_unknown(env, regs,
9340                                                          insn->dst_reg);
9341                                 }
9342                                 zext_32_to_64(dst_reg);
9343                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
9344                         }
9345                 } else {
9346                         /* case: R = imm
9347                          * remember the value we stored into this reg
9348                          */
9349                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
9350                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9351                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
9352                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9353                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9354                                                  insn->imm);
9355                         } else {
9356                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9357                                                  (u32)insn->imm);
9358                         }
9359                 }
9360
9361         } else if (opcode > BPF_END) {
9362                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
9363                 return -EINVAL;
9364
9365         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
9366
9367                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9368                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9369                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9370                                 return -EINVAL;
9371                         }
9372                         /* check src1 operand */
9373                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9374                         if (err)
9375                                 return err;
9376                 } else {
9377                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9378                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9379                                 return -EINVAL;
9380                         }
9381                 }
9382
9383                 /* check src2 operand */
9384                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9385                 if (err)
9386                         return err;
9387
9388                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
9389                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
9390                         verbose(env, "div by zero\n");
9391                         return -EINVAL;
9392                 }
9393
9394                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
9395                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9396                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
9397
9398                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
9399                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
9400                                 return -EINVAL;
9401                         }
9402                 }
9403
9404                 /* check dest operand */
9405                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9406                 if (err)
9407                         return err;
9408
9409                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
9410         }
9411
9412         return 0;
9413 }
9414
9415 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
9416                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9417                                    enum bpf_reg_type type,
9418                                    bool range_right_open)
9419 {
9420         struct bpf_func_state *state;
9421         struct bpf_reg_state *reg;
9422         int new_range;
9423
9424         if (dst_reg->off < 0 ||
9425             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
9426                 /* This doesn't give us any range */
9427                 return;
9428
9429         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
9430             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
9431                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
9432                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
9433                  */
9434                 return;
9435
9436         new_range = dst_reg->off;
9437         if (range_right_open)
9438                 new_range++;
9439
9440         /* Examples for register markings:
9441          *
9442          * pkt_data in dst register:
9443          *
9444          *   r2 = r3;
9445          *   r2 += 8;
9446          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
9447          *   <access okay>
9448          *
9449          *   r2 = r3;
9450          *   r2 += 8;
9451          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
9452          *   <handle exception>
9453          *
9454          *   Where:
9455          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
9456          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9457          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9458          *
9459          * pkt_data in src register:
9460          *
9461          *   r2 = r3;
9462          *   r2 += 8;
9463          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
9464          *   <handle exception>
9465          *
9466          *   r2 = r3;
9467          *   r2 += 8;
9468          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
9469          *   <access okay>
9470          *
9471          *   Where:
9472          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
9473          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9474          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9475          *
9476          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
9477          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
9478          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
9479          * the check.
9480          */
9481
9482         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
9483          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
9484          * the range won't allow anything.
9485          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
9486          */
9487         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
9488                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9489                         /* keep the maximum range already checked */
9490                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9491         }));
9492 }
9493
9494 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
9495 {
9496         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
9497         s32 sval = (s32)val;
9498
9499         switch (opcode) {
9500         case BPF_JEQ:
9501                 if (tnum_is_const(subreg))
9502                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
9503                 break;
9504         case BPF_JNE:
9505                 if (tnum_is_const(subreg))
9506                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
9507                 break;
9508         case BPF_JSET:
9509                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
9510                         return 1;
9511                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
9512                         return 0;
9513                 break;
9514         case BPF_JGT:
9515                 if (reg->u32_min_value > val)
9516                         return 1;
9517                 else if (reg->u32_max_value <= val)
9518                         return 0;
9519                 break;
9520         case BPF_JSGT:
9521                 if (reg->s32_min_value > sval)
9522                         return 1;
9523                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
9524                         return 0;
9525                 break;
9526         case BPF_JLT:
9527                 if (reg->u32_max_value < val)
9528                         return 1;
9529                 else if (reg->u32_min_value >= val)
9530                         return 0;
9531                 break;
9532         case BPF_JSLT:
9533                 if (reg->s32_max_value < sval)
9534                         return 1;
9535                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
9536                         return 0;
9537                 break;
9538         case BPF_JGE:
9539                 if (reg->u32_min_value >= val)
9540                         return 1;
9541                 else if (reg->u32_max_value < val)
9542                         return 0;
9543                 break;
9544         case BPF_JSGE:
9545                 if (reg->s32_min_value >= sval)
9546                         return 1;
9547                 else if (reg->s32_max_value < sval)
9548                         return 0;
9549                 break;
9550         case BPF_JLE:
9551                 if (reg->u32_max_value <= val)
9552                         return 1;
9553                 else if (reg->u32_min_value > val)
9554                         return 0;
9555                 break;
9556         case BPF_JSLE:
9557                 if (reg->s32_max_value <= sval)
9558                         return 1;
9559                 else if (reg->s32_min_value > sval)
9560                         return 0;
9561                 break;
9562         }
9563
9564         return -1;
9565 }
9566
9567
9568 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
9569 {
9570         s64 sval = (s64)val;
9571
9572         switch (opcode) {
9573         case BPF_JEQ:
9574                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9575                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9576                 break;
9577         case BPF_JNE:
9578                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9579                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9580                 break;
9581         case BPF_JSET:
9582                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
9583                         return 1;
9584                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
9585                         return 0;
9586                 break;
9587         case BPF_JGT:
9588                 if (reg->umin_value > val)
9589                         return 1;
9590                 else if (reg->umax_value <= val)
9591                         return 0;
9592                 break;
9593         case BPF_JSGT:
9594                 if (reg->smin_value > sval)
9595                         return 1;
9596                 else if (reg->smax_value <= sval)
9597                         return 0;
9598                 break;
9599         case BPF_JLT:
9600                 if (reg->umax_value < val)
9601                         return 1;
9602                 else if (reg->umin_value >= val)
9603                         return 0;
9604                 break;
9605         case BPF_JSLT:
9606                 if (reg->smax_value < sval)
9607                         return 1;
9608                 else if (reg->smin_value >= sval)
9609                         return 0;
9610                 break;
9611         case BPF_JGE:
9612                 if (reg->umin_value >= val)
9613                         return 1;
9614                 else if (reg->umax_value < val)
9615                         return 0;
9616                 break;
9617         case BPF_JSGE:
9618                 if (reg->smin_value >= sval)
9619                         return 1;
9620                 else if (reg->smax_value < sval)
9621                         return 0;
9622                 break;
9623         case BPF_JLE:
9624                 if (reg->umax_value <= val)
9625                         return 1;
9626                 else if (reg->umin_value > val)
9627                         return 0;
9628                 break;
9629         case BPF_JSLE:
9630                 if (reg->smax_value <= sval)
9631                         return 1;
9632                 else if (reg->smin_value > sval)
9633                         return 0;
9634                 break;
9635         }
9636
9637         return -1;
9638 }
9639
9640 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
9641  * and return:
9642  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
9643  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
9644  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
9645  *      range [0,10]
9646  */
9647 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
9648                            bool is_jmp32)
9649 {
9650         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
9651                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
9652                         return -1;
9653
9654                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
9655                  * use this to direct branch taken.
9656                  */
9657                 if (val != 0)
9658                         return -1;
9659
9660                 switch (opcode) {
9661                 case BPF_JEQ:
9662                         return 0;
9663                 case BPF_JNE:
9664                         return 1;
9665                 default:
9666                         return -1;
9667                 }
9668         }
9669
9670         if (is_jmp32)
9671                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
9672         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
9673 }
9674
9675 static int flip_opcode(u32 opcode)
9676 {
9677         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
9678         static const u8 opcode_flip[16] = {
9679                 /* these stay the same */
9680                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
9681                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
9682                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
9683                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
9684                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
9685                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
9686                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
9687                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
9688                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
9689                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
9690                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
9691                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
9692         };
9693         return opcode_flip[opcode >> 4];
9694 }
9695
9696 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9697                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9698                                    u8 opcode)
9699 {
9700         struct bpf_reg_state *pkt;
9701
9702         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9703                 pkt = dst_reg;
9704         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9705                 pkt = src_reg;
9706                 opcode = flip_opcode(opcode);
9707         } else {
9708                 return -1;
9709         }
9710
9711         if (pkt->range >= 0)
9712                 return -1;
9713
9714         switch (opcode) {
9715         case BPF_JLE:
9716                 /* pkt <= pkt_end */
9717                 fallthrough;
9718         case BPF_JGT:
9719                 /* pkt > pkt_end */
9720                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
9721                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
9722                         return opcode == BPF_JGT;
9723                 break;
9724         case BPF_JLT:
9725                 /* pkt < pkt_end */
9726                 fallthrough;
9727         case BPF_JGE:
9728                 /* pkt >= pkt_end */
9729                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
9730                         return opcode == BPF_JGE;
9731                 break;
9732         }
9733         return -1;
9734 }
9735
9736 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
9737  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
9738  * simply doing a BPF_K check.
9739  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
9740  */
9741 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
9742                             struct bpf_reg_state *false_reg,
9743                             u64 val, u32 val32,
9744                             u8 opcode, bool is_jmp32)
9745 {
9746         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9747         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
9748         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9749         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
9750         s64 sval = (s64)val;
9751         s32 sval32 = (s32)val32;
9752
9753         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
9754          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
9755          * the same object, but we don't bother with that.
9756          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
9757          * only need to check one of them for pointerness.
9758          */
9759         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
9760                 return;
9761
9762         switch (opcode) {
9763         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
9764          *
9765          * r1 = r2;
9766          * if (r1 == 42) goto label;
9767          * ...
9768          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
9769          *
9770          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
9771          */
9772         case BPF_JEQ:
9773                 if (is_jmp32) {
9774                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
9775                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9776                 } else {
9777                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
9778                         true_64off = true_reg->var_off;
9779                 }
9780                 break;
9781         case BPF_JNE:
9782                 if (is_jmp32) {
9783                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
9784                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9785                 } else {
9786                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
9787                         false_64off = false_reg->var_off;
9788                 }
9789                 break;
9790         case BPF_JSET:
9791                 if (is_jmp32) {
9792                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
9793                         if (is_power_of_2(val32))
9794                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
9795                                                      tnum_const(val32));
9796                 } else {
9797                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
9798                         if (is_power_of_2(val))
9799                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
9800                                                      tnum_const(val));
9801                 }
9802                 break;
9803         case BPF_JGE:
9804         case BPF_JGT:
9805         {
9806                 if (is_jmp32) {
9807                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
9808                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
9809
9810                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
9811                                                        false_umax);
9812                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
9813                                                       true_umin);
9814                 } else {
9815                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
9816                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
9817
9818                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
9819                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
9820                 }
9821                 break;
9822         }
9823         case BPF_JSGE:
9824         case BPF_JSGT:
9825         {
9826                 if (is_jmp32) {
9827                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
9828                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
9829
9830                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
9831                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
9832                 } else {
9833                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
9834                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
9835
9836                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
9837                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
9838                 }
9839                 break;
9840         }
9841         case BPF_JLE:
9842         case BPF_JLT:
9843         {
9844                 if (is_jmp32) {
9845                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
9846                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
9847
9848                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
9849                                                        false_umin);
9850                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
9851                                                       true_umax);
9852                 } else {
9853                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
9854                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
9855
9856                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
9857                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
9858                 }
9859                 break;
9860         }
9861         case BPF_JSLE:
9862         case BPF_JSLT:
9863         {
9864                 if (is_jmp32) {
9865                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
9866                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
9867
9868                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
9869                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
9870                 } else {
9871                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
9872                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
9873
9874                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
9875                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
9876                 }
9877                 break;
9878         }
9879         default:
9880                 return;
9881         }
9882
9883         if (is_jmp32) {
9884                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
9885                                              tnum_subreg(false_32off));
9886                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
9887                                             tnum_subreg(true_32off));
9888                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
9889                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
9890         } else {
9891                 false_reg->var_off = false_64off;
9892                 true_reg->var_off = true_64off;
9893                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
9894                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
9895         }
9896 }
9897
9898 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
9899  * the variable reg.
9900  */
9901 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
9902                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
9903                                 u64 val, u32 val32,
9904                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
9905 {
9906         opcode = flip_opcode(opcode);
9907         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
9908          * BPF_JA, can't get here.
9909          */
9910         if (opcode)
9911                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
9912 }
9913
9914 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
9915 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
9916                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
9917 {
9918         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
9919                                                         dst_reg->umin_value);
9920         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
9921                                                         dst_reg->umax_value);
9922         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
9923                                                         dst_reg->smin_value);
9924         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
9925                                                         dst_reg->smax_value);
9926         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
9927                                                              dst_reg->var_off);
9928         reg_bounds_sync(src_reg);
9929         reg_bounds_sync(dst_reg);
9930 }
9931
9932 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
9933                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
9934                                 struct bpf_reg_state *false_src,
9935                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
9936                                 u8 opcode)
9937 {
9938         switch (opcode) {
9939         case BPF_JEQ:
9940                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
9941                 break;
9942         case BPF_JNE:
9943                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
9944                 break;
9945         }
9946 }
9947
9948 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
9949                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
9950                                  bool is_null)
9951 {
9952         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
9953             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
9954                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
9955                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
9956                                  reg->off)) {
9957                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
9958                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
9959                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
9960                          * see this happening, don't convert the register.
9961                          */
9962                         return;
9963                 }
9964                 if (is_null) {
9965                         reg->type = SCALAR_VALUE;
9966                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
9967                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
9968                          * so that state pruning has chances to take effect.
9969                          */
9970                         reg->id = 0;
9971                         reg->ref_obj_id = 0;
9972
9973                         return;
9974                 }
9975
9976                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
9977
9978                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
9979                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
9980                          * in release_reference().
9981                          *
9982                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
9983                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
9984                          */
9985                         reg->id = 0;
9986                 }
9987         }
9988 }
9989
9990 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
9991  * be folded together at some point.
9992  */
9993 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
9994                                   bool is_null)
9995 {
9996         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9997         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
9998         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
9999         u32 id = regs[regno].id;
10000
10001         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
10002                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
10003                  * No one could have freed the reference state before
10004                  * doing the NULL check.
10005                  */
10006                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
10007
10008         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
10009                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
10010         }));
10011 }
10012
10013 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
10014                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
10015                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
10016                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
10017                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
10018 {
10019         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
10020                 return false;
10021
10022         /* Pointers are always 64-bit. */
10023         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
10024                 return false;
10025
10026         switch (BPF_OP(insn->code)) {
10027         case BPF_JGT:
10028                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10029                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10030                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10031                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10032                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
10033                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
10034                                                dst_reg->type, false);
10035                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
10036                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10037                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10038                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10039                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10040                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
10041                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
10042                                                src_reg->type, true);
10043                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
10044                 } else {
10045                         return false;
10046                 }
10047                 break;
10048         case BPF_JLT:
10049                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10050                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10051                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10052                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10053                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
10054                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
10055                                                dst_reg->type, true);
10056                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
10057                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10058                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10059                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10060                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10061                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
10062                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
10063                                                src_reg->type, false);
10064                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
10065                 } else {
10066                         return false;
10067                 }
10068                 break;
10069         case BPF_JGE:
10070                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10071                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10072                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10073                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10074                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
10075                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
10076                                                dst_reg->type, true);
10077                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
10078                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10079                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10080                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10081                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10082                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
10083                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
10084                                                src_reg->type, false);
10085                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
10086                 } else {
10087                         return false;
10088                 }
10089                 break;
10090         case BPF_JLE:
10091                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10092                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10093                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10094                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10095                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
10096                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
10097                                                dst_reg->type, false);
10098                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
10099                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10100                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10101                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10102                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10103                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
10104                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
10105                                                src_reg->type, true);
10106                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
10107                 } else {
10108                         return false;
10109                 }
10110                 break;
10111         default:
10112                 return false;
10113         }
10114
10115         return true;
10116 }
10117
10118 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
10119                                struct bpf_reg_state *known_reg)
10120 {
10121         struct bpf_func_state *state;
10122         struct bpf_reg_state *reg;
10123
10124         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
10125                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
10126                         *reg = *known_reg;
10127         }));
10128 }
10129
10130 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
10131                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
10132 {
10133         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
10134         struct bpf_verifier_state *other_branch;
10135         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
10136         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
10137         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10138         bool is_jmp32;
10139         int pred = -1;
10140         int err;
10141
10142         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
10143         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
10144                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
10145                 return -EINVAL;
10146         }
10147
10148         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10149                 if (insn->imm != 0) {
10150                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10151                         return -EINVAL;
10152                 }
10153
10154                 /* check src1 operand */
10155                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10156                 if (err)
10157                         return err;
10158
10159                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10160                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10161                                 insn->src_reg);
10162                         return -EACCES;
10163                 }
10164                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10165         } else {
10166                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10167                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10168                         return -EINVAL;
10169                 }
10170         }
10171
10172         /* check src2 operand */
10173         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10174         if (err)
10175                 return err;
10176
10177         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10178         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
10179
10180         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10181                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
10182         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10183                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
10184                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10185                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10186                                        opcode,
10187                                        is_jmp32);
10188         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10189                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
10190                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10191                                        src_reg->var_off.value,
10192                                        opcode,
10193                                        is_jmp32);
10194         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
10195                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
10196                    !is_jmp32) {
10197                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
10198         }
10199
10200         if (pred >= 0) {
10201                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
10202                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
10203                  */
10204                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
10205                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10206                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
10207                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
10208                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10209                 if (err)
10210                         return err;
10211         }
10212
10213         if (pred == 1) {
10214                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
10215                  * the fall-through branch for simulation under speculative
10216                  * execution.
10217                  */
10218                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10219                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
10220                                                *insn_idx))
10221                         return -EFAULT;
10222                 *insn_idx += insn->off;
10223                 return 0;
10224         } else if (pred == 0) {
10225                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
10226                  * program will go. If needed, push the goto branch for
10227                  * simulation under speculative execution.
10228                  */
10229                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10230                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
10231                                                *insn_idx + insn->off + 1,
10232                                                *insn_idx))
10233                         return -EFAULT;
10234                 return 0;
10235         }
10236
10237         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
10238                                   false);
10239         if (!other_branch)
10240                 return -EFAULT;
10241         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
10242
10243         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
10244          * our min/max values for our dst register.
10245          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
10246          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
10247          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
10248          * comparable.
10249          */
10250         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10251                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
10252
10253                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10254                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10255                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
10256                             (is_jmp32 &&
10257                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
10258                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10259                                                 dst_reg,
10260                                                 src_reg->var_off.value,
10261                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10262                                                 opcode, is_jmp32);
10263                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
10264                                  (is_jmp32 &&
10265                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
10266                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10267                                                     src_reg,
10268                                                     dst_reg->var_off.value,
10269                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
10270                                                     opcode, is_jmp32);
10271                         else if (!is_jmp32 &&
10272                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
10273                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
10274                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10275                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
10276                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
10277                         if (src_reg->id &&
10278                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
10279                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
10280                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
10281                         }
10282
10283                 }
10284         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10285                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10286                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
10287                                         opcode, is_jmp32);
10288         }
10289
10290         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
10291             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
10292                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
10293                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
10294         }
10295
10296         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
10297          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
10298          *       which will never be JMP32.
10299          */
10300         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
10301             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
10302             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
10303                 /* Mark all identical registers in each branch as either
10304                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
10305                  */
10306                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
10307                                       opcode == BPF_JNE);
10308                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
10309                                       opcode == BPF_JEQ);
10310         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
10311                                            this_branch, other_branch) &&
10312                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10313                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10314                         insn->dst_reg);
10315                 return -EACCES;
10316         }
10317         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
10318                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
10319         return 0;
10320 }
10321
10322 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
10323 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10324 {
10325         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
10326         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10327         struct bpf_reg_state *dst_reg;
10328         struct bpf_map *map;
10329         int err;
10330
10331         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
10332                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
10333                 return -EINVAL;
10334         }
10335         if (insn->off != 0) {
10336                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
10337                 return -EINVAL;
10338         }
10339
10340         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10341         if (err)
10342                 return err;
10343
10344         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10345         if (insn->src_reg == 0) {
10346                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
10347
10348                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
10349                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
10350                 return 0;
10351         }
10352
10353         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
10354          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
10355          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
10356          */
10357         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
10358
10359         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10360                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
10361                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
10362                 case PTR_TO_MEM:
10363                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
10364                         break;
10365                 case PTR_TO_BTF_ID:
10366                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
10367                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
10368                         break;
10369                 default:
10370                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10371                         return -EFAULT;
10372                 }
10373                 return 0;
10374         }
10375
10376         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
10377                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10378                 u32 subprogno = find_subprog(env,
10379                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
10380
10381                 if (!aux->func_info) {
10382                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
10383                         return -EINVAL;
10384                 }
10385                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
10386                         verbose(env, "callback function not static\n");
10387                         return -EINVAL;
10388                 }
10389
10390                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
10391                 dst_reg->subprogno = subprogno;
10392                 return 0;
10393         }
10394
10395         map = env->used_maps[aux->map_index];
10396         dst_reg->map_ptr = map;
10397
10398         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
10399             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
10400                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10401                 dst_reg->off = aux->map_off;
10402                 if (map_value_has_spin_lock(map))
10403                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
10404         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
10405                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
10406                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
10407         } else {
10408                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10409                 return -EINVAL;
10410         }
10411
10412         return 0;
10413 }
10414
10415 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
10416 {
10417         switch (type) {
10418         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
10419         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
10420         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
10421                 return true;
10422         default:
10423                 return false;
10424         }
10425 }
10426
10427 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
10428  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
10429  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
10430  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
10431  *
10432  * Implicit input:
10433  *   ctx == skb == R6 == CTX
10434  *
10435  * Explicit input:
10436  *   SRC == any register
10437  *   IMM == 32-bit immediate
10438  *
10439  * Output:
10440  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
10441  */
10442 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10443 {
10444         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10445         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
10446         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10447         int i, err;
10448
10449         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
10450                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
10451                 return -EINVAL;
10452         }
10453
10454         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
10455                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10456                 return -EINVAL;
10457         }
10458
10459         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10460             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
10461             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
10462                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
10463                 return -EINVAL;
10464         }
10465
10466         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
10467         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
10468         if (err)
10469                 return err;
10470
10471         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
10472          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
10473          * reference leak.
10474          */
10475         err = check_reference_leak(env);
10476         if (err) {
10477                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
10478                 return err;
10479         }
10480
10481         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10482                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
10483                 return -EINVAL;
10484         }
10485
10486         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
10487                 verbose(env,
10488                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
10489                 return -EINVAL;
10490         }
10491
10492         if (mode == BPF_IND) {
10493                 /* check explicit source operand */
10494                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10495                 if (err)
10496                         return err;
10497         }
10498
10499         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
10500         if (err < 0)
10501                 return err;
10502
10503         /* reset caller saved regs to unreadable */
10504         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10505                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10506                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10507         }
10508
10509         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
10510          * the value fetched from the packet.
10511          * Already marked as written above.
10512          */
10513         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10514         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
10515         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
10516         return 0;
10517 }
10518
10519 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
10520 {
10521         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
10522         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
10523         struct bpf_reg_state *reg;
10524         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
10525         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10526         int err;
10527         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
10528         const bool is_subprog = frame->subprogno;
10529
10530         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
10531         if (!is_subprog) {
10532                 switch (prog_type) {
10533                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
10534                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
10535                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
10536                                 break;
10537                         fallthrough;
10538                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
10539                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
10540                                 return 0;
10541                         break;
10542                 default:
10543                         break;
10544                 }
10545         }
10546
10547         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
10548          * to return the value from eBPF program.
10549          * Make sure that it's readable at this time
10550          * of bpf_exit, which means that program wrote
10551          * something into it earlier
10552          */
10553         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
10554         if (err)
10555                 return err;
10556
10557         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
10558                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
10559                 return -EACCES;
10560         }
10561
10562         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
10563
10564         if (frame->in_async_callback_fn) {
10565                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
10566                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10567                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
10568                                 reg_type_str(env, reg->type));
10569                         return -EINVAL;
10570                 }
10571
10572                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
10573                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
10574                         return -EINVAL;
10575                 }
10576                 return 0;
10577         }
10578
10579         if (is_subprog) {
10580                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10581                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
10582                                 reg_type_str(env, reg->type));
10583                         return -EINVAL;
10584                 }
10585                 return 0;
10586         }
10587
10588         switch (prog_type) {
10589         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
10590                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
10591                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
10592                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
10593                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
10594                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
10595                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
10596                         range = tnum_range(1, 1);
10597                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
10598                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
10599                         range = tnum_range(0, 3);
10600                 break;
10601         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
10602                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
10603                         range = tnum_range(0, 3);
10604                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
10605                 }
10606                 break;
10607         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
10608         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
10609         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
10610         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
10611         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
10612                 break;
10613         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10614                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
10615                         return 0;
10616                 range = tnum_const(0);
10617                 break;
10618         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
10619                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
10620                 case BPF_TRACE_FENTRY:
10621                 case BPF_TRACE_FEXIT:
10622                         range = tnum_const(0);
10623                         break;
10624                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
10625                 case BPF_MODIFY_RETURN:
10626                         return 0;
10627                 case BPF_TRACE_ITER:
10628                         break;
10629                 default:
10630                         return -ENOTSUPP;
10631                 }
10632                 break;
10633         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
10634                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
10635                 break;
10636
10637         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
10638                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
10639                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
10640                          * any value.
10641                          */
10642                         return 0;
10643                 }
10644                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10645                         /* Make sure programs that attach to void
10646                          * hooks don't try to modify return value.
10647                          */
10648                         range = tnum_range(1, 1);
10649                 }
10650                 break;
10651
10652         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
10653                 /* freplace program can return anything as its return value
10654                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
10655                  */
10656         default:
10657                 return 0;
10658         }
10659
10660         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10661                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
10662                         reg_type_str(env, reg->type));
10663                 return -EINVAL;
10664         }
10665
10666         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
10667                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
10668                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
10669                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10670                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
10671                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10672                 return -EINVAL;
10673         }
10674
10675         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
10676             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
10677                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
10678         return 0;
10679 }
10680
10681 /* non-recursive DFS pseudo code
10682  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
10683  * 2      label v as discovered
10684  * 3      let S be a stack
10685  * 4      S.push(v)
10686  * 5      while S is not empty
10687  * 6            t <- S.pop()
10688  * 7            if t is what we're looking for:
10689  * 8                return t
10690  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
10691  * 10               if edge e is already labelled
10692  * 11                   continue with the next edge
10693  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
10694  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
10695  * 14                   label e as tree-edge
10696  * 15                   label w as discovered
10697  * 16                   S.push(w)
10698  * 17                   continue at 5
10699  * 18               else if vertex w is discovered
10700  * 19                   label e as back-edge
10701  * 20               else
10702  * 21                   // vertex w is explored
10703  * 22                   label e as forward- or cross-edge
10704  * 23           label t as explored
10705  * 24           S.pop()
10706  *
10707  * convention:
10708  * 0x10 - discovered
10709  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
10710  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
10711  * 0x20 - explored
10712  */
10713
10714 enum {
10715         DISCOVERED = 0x10,
10716         EXPLORED = 0x20,
10717         FALLTHROUGH = 1,
10718         BRANCH = 2,
10719 };
10720
10721 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
10722 {
10723         return env->prog->len;
10724 }
10725
10726 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
10727                                         struct bpf_verifier_env *env,
10728                                         int idx)
10729 {
10730         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
10731         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
10732
10733         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
10734 }
10735
10736 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
10737 {
10738         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
10739 }
10740
10741 enum {
10742         DONE_EXPLORING = 0,
10743         KEEP_EXPLORING = 1,
10744 };
10745
10746 /* t, w, e - match pseudo-code above:
10747  * t - index of current instruction
10748  * w - next instruction
10749  * e - edge
10750  */
10751 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
10752                      bool loop_ok)
10753 {
10754         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
10755         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
10756
10757         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
10758                 return DONE_EXPLORING;
10759
10760         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
10761                 return DONE_EXPLORING;
10762
10763         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
10764                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10765                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
10766                 return -EINVAL;
10767         }
10768
10769         if (e == BRANCH)
10770                 /* mark branch target for state pruning */
10771                 init_explored_state(env, w);
10772
10773         if (insn_state[w] == 0) {
10774                 /* tree-edge */
10775                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10776                 insn_state[w] = DISCOVERED;
10777                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
10778                         return -E2BIG;
10779                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
10780                 return KEEP_EXPLORING;
10781         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
10782                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
10783                         return DONE_EXPLORING;
10784                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10785                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
10786                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
10787                 return -EINVAL;
10788         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
10789                 /* forward- or cross-edge */
10790                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10791         } else {
10792                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
10793                 return -EFAULT;
10794         }
10795         return DONE_EXPLORING;
10796 }
10797
10798 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
10799                                 struct bpf_insn *insns,
10800                                 struct bpf_verifier_env *env,
10801                                 bool visit_callee)
10802 {
10803         int ret;
10804
10805         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10806         if (ret)
10807                 return ret;
10808
10809         if (t + 1 < insn_cnt)
10810                 init_explored_state(env, t + 1);
10811         if (visit_callee) {
10812                 init_explored_state(env, t);
10813                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
10814                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
10815                                  * view. __check_func_call() will do the actual
10816                                  * check.
10817                                  */
10818                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
10819         }
10820         return ret;
10821 }
10822
10823 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
10824  *  < 0 - an error occurred
10825  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
10826  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
10827  */
10828 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
10829 {
10830         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10831         int ret;
10832
10833         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
10834                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
10835
10836         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
10837         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
10838             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
10839                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10840
10841         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
10842         case BPF_EXIT:
10843                 return DONE_EXPLORING;
10844
10845         case BPF_CALL:
10846                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
10847                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
10848                          * before call itself is processed by __check_func_call().
10849                          * Otherwise new async state will be pushed for further
10850                          * exploration.
10851                          */
10852                         init_explored_state(env, t);
10853                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
10854                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
10855
10856         case BPF_JA:
10857                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
10858                         return -EINVAL;
10859
10860                 /* unconditional jump with single edge */
10861                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
10862                                 true);
10863                 if (ret)
10864                         return ret;
10865
10866                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
10867                  * but it's marked, since backtracking needs
10868                  * to record jmp history in is_state_visited().
10869                  */
10870                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
10871                 /* tell verifier to check for equivalent states
10872                  * after every call and jump
10873                  */
10874                 if (t + 1 < insn_cnt)
10875                         init_explored_state(env, t + 1);
10876
10877                 return ret;
10878
10879         default:
10880                 /* conditional jump with two edges */
10881                 init_explored_state(env, t);
10882                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
10883                 if (ret)
10884                         return ret;
10885
10886                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
10887         }
10888 }
10889
10890 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
10891  * loop == back-edge in directed graph
10892  */
10893 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
10894 {
10895         int insn_cnt = env->prog->len;
10896         int *insn_stack, *insn_state;
10897         int ret = 0;
10898         int i;
10899
10900         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10901         if (!insn_state)
10902                 return -ENOMEM;
10903
10904         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10905         if (!insn_stack) {
10906                 kvfree(insn_state);
10907                 return -ENOMEM;
10908         }
10909
10910         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
10911         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
10912         env->cfg.cur_stack = 1;
10913
10914         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
10915                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
10916
10917                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
10918                 switch (ret) {
10919                 case DONE_EXPLORING:
10920                         insn_state[t] = EXPLORED;
10921                         env->cfg.cur_stack--;
10922                         break;
10923                 case KEEP_EXPLORING:
10924                         break;
10925                 default:
10926                         if (ret > 0) {
10927                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
10928                                 ret = -EFAULT;
10929                         }
10930                         goto err_free;
10931                 }
10932         }
10933
10934         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
10935                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
10936                 ret = -EFAULT;
10937                 goto err_free;
10938         }
10939
10940         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10941                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
10942                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
10943                         ret = -EINVAL;
10944                         goto err_free;
10945                 }
10946         }
10947         ret = 0; /* cfg looks good */
10948
10949 err_free:
10950         kvfree(insn_state);
10951         kvfree(insn_stack);
10952         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
10953         return ret;
10954 }
10955
10956 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
10957 {
10958         int i;
10959
10960         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10961                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10962                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
10963                         return -EINVAL;
10964                 }
10965                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10966                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
10967                         return -EINVAL;
10968                 }
10969         }
10970         return 0;
10971 }
10972
10973 /* The minimum supported BTF func info size */
10974 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
10975 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
10976
10977 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
10978                           const union bpf_attr *attr,
10979                           bpfptr_t uattr)
10980 {
10981         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
10982         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
10983         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
10984         struct bpf_func_info *krecord;
10985         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
10986         struct bpf_prog *prog;
10987         const struct btf *btf;
10988         bpfptr_t urecord;
10989         u32 prev_offset = 0;
10990         bool scalar_return;
10991         int ret = -ENOMEM;
10992
10993         nfuncs = attr->func_info_cnt;
10994         if (!nfuncs) {
10995                 if (check_abnormal_return(env))
10996                         return -EINVAL;
10997                 return 0;
10998         }
10999
11000         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
11001                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
11002                 return -EINVAL;
11003         }
11004
11005         urec_size = attr->func_info_rec_size;
11006         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
11007             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
11008             urec_size % sizeof(u32)) {
11009                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
11010                 return -EINVAL;
11011         }
11012
11013         prog = env->prog;
11014         btf = prog->aux->btf;
11015
11016         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
11017         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
11018
11019         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11020         if (!krecord)
11021                 return -ENOMEM;
11022         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11023         if (!info_aux)
11024                 goto err_free;
11025
11026         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
11027                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
11028                 if (ret) {
11029                         if (ret == -E2BIG) {
11030                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
11031                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
11032                                  * out the rest of the record.
11033                                  */
11034                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11035                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
11036                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
11037                                         ret = -EFAULT;
11038                         }
11039                         goto err_free;
11040                 }
11041
11042                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
11043                         ret = -EFAULT;
11044                         goto err_free;
11045                 }
11046
11047                 /* check insn_off */
11048                 ret = -EINVAL;
11049                 if (i == 0) {
11050                         if (krecord[i].insn_off) {
11051                                 verbose(env,
11052                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
11053                                         krecord[i].insn_off);
11054                                 goto err_free;
11055                         }
11056                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
11057                         verbose(env,
11058                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
11059                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
11060                         goto err_free;
11061                 }
11062
11063                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
11064                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
11065                         goto err_free;
11066                 }
11067
11068                 /* check type_id */
11069                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
11070                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
11071                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
11072                                 krecord[i].type_id);
11073                         goto err_free;
11074                 }
11075                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
11076
11077                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
11078                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
11079                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
11080                         goto err_free;
11081                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
11082                 scalar_return =
11083                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
11084                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
11085                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
11086                         goto err_free;
11087                 }
11088                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
11089                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
11090                         goto err_free;
11091                 }
11092
11093                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
11094                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
11095         }
11096
11097         prog->aux->func_info = krecord;
11098         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
11099         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
11100         return 0;
11101
11102 err_free:
11103         kvfree(krecord);
11104         kfree(info_aux);
11105         return ret;
11106 }
11107
11108 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
11109 {
11110         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11111         int i;
11112
11113         if (!aux->func_info)
11114                 return;
11115
11116         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
11117                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
11118 }
11119
11120 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
11121 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11122
11123 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
11124                           const union bpf_attr *attr,
11125                           bpfptr_t uattr)
11126 {
11127         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
11128         struct bpf_subprog_info *sub;
11129         struct bpf_line_info *linfo;
11130         struct bpf_prog *prog;
11131         const struct btf *btf;
11132         bpfptr_t ulinfo;
11133         int err;
11134
11135         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
11136         if (!nr_linfo)
11137                 return 0;
11138         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
11139                 return -EINVAL;
11140
11141         rec_size = attr->line_info_rec_size;
11142         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
11143             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
11144             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
11145                 return -EINVAL;
11146
11147         /* Need to zero it in case the userspace may
11148          * pass in a smaller bpf_line_info object.
11149          */
11150         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
11151                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11152         if (!linfo)
11153                 return -ENOMEM;
11154
11155         prog = env->prog;
11156         btf = prog->aux->btf;
11157
11158         s = 0;
11159         sub = env->subprog_info;
11160         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
11161         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
11162         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11163         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
11164                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
11165                 if (err) {
11166                         if (err == -E2BIG) {
11167                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
11168                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11169                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
11170                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11171                                         err = -EFAULT;
11172                         }
11173                         goto err_free;
11174                 }
11175
11176                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
11177                         err = -EFAULT;
11178                         goto err_free;
11179                 }
11180
11181                 /*
11182                  * Check insn_off to ensure
11183                  * 1) strictly increasing AND
11184                  * 2) bounded by prog->len
11185                  *
11186                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
11187                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
11188                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
11189                  * first sub also and the first sub must have
11190                  * subprog_info[0].start == 0.
11191                  */
11192                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
11193                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
11194                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
11195                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
11196                                 prog->len);
11197                         err = -EINVAL;
11198                         goto err_free;
11199                 }
11200
11201                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
11202                         verbose(env,
11203                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
11204                                 i);
11205                         err = -EINVAL;
11206                         goto err_free;
11207                 }
11208
11209                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
11210                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
11211                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
11212                         err = -EINVAL;
11213                         goto err_free;
11214                 }
11215
11216                 if (s != env->subprog_cnt) {
11217                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
11218                                 sub[s].linfo_idx = i;
11219                                 s++;
11220                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
11221                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
11222                                 err = -EINVAL;
11223                                 goto err_free;
11224                         }
11225                 }
11226
11227                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
11228                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
11229         }
11230
11231         if (s != env->subprog_cnt) {
11232                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
11233                         env->subprog_cnt - s, s);
11234                 err = -EINVAL;
11235                 goto err_free;
11236         }
11237
11238         prog->aux->linfo = linfo;
11239         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
11240
11241         return 0;
11242
11243 err_free:
11244         kvfree(linfo);
11245         return err;
11246 }
11247
11248 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
11249 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11250
11251 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
11252                            const union bpf_attr *attr,
11253                            bpfptr_t uattr)
11254 {
11255         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
11256         struct bpf_core_relo core_relo = {};
11257         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11258         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
11259         struct bpf_core_ctx ctx = {
11260                 .log = &env->log,
11261                 .btf = btf,
11262         };
11263         bpfptr_t u_core_relo;
11264         int err;
11265
11266         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
11267         if (!nr_core_relo)
11268                 return 0;
11269         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
11270                 return -EINVAL;
11271
11272         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
11273         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
11274             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
11275             rec_size % sizeof(u32))
11276                 return -EINVAL;
11277
11278         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
11279         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
11280         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11281
11282         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
11283          * relocation record one at a time.
11284          */
11285         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
11286                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
11287                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
11288                 if (err) {
11289                         if (err == -E2BIG) {
11290                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
11291                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11292                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
11293                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11294                                         err = -EFAULT;
11295                         }
11296                         break;
11297                 }
11298
11299                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
11300                         err = -EFAULT;
11301                         break;
11302                 }
11303
11304                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
11305                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
11306                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
11307                         err = -EINVAL;
11308                         break;
11309                 }
11310
11311                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
11312                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
11313                 if (err)
11314                         break;
11315                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
11316         }
11317         return err;
11318 }
11319
11320 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
11321                           const union bpf_attr *attr,
11322                           bpfptr_t uattr)
11323 {
11324         struct btf *btf;
11325         int err;
11326
11327         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
11328                 if (check_abnormal_return(env))
11329                         return -EINVAL;
11330                 return 0;
11331         }
11332
11333         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
11334         if (IS_ERR(btf))
11335                 return PTR_ERR(btf);
11336         if (btf_is_kernel(btf)) {
11337                 btf_put(btf);
11338                 return -EACCES;
11339         }
11340         env->prog->aux->btf = btf;
11341
11342         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
11343         if (err)
11344                 return err;
11345
11346         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
11347         if (err)
11348                 return err;
11349
11350         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
11351         if (err)
11352                 return err;
11353
11354         return 0;
11355 }
11356
11357 /* check %cur's range satisfies %old's */
11358 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
11359                          struct bpf_reg_state *cur)
11360 {
11361         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
11362                old->umax_value >= cur->umax_value &&
11363                old->smin_value <= cur->smin_value &&
11364                old->smax_value >= cur->smax_value &&
11365                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
11366                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
11367                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
11368                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
11369 }
11370
11371 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
11372  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
11373  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
11374  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
11375  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
11376  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
11377  * that.
11378  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
11379  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
11380  */
11381 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
11382 {
11383         unsigned int i;
11384
11385         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
11386                 if (!idmap[i].old) {
11387                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
11388                         idmap[i].old = old_id;
11389                         idmap[i].cur = cur_id;
11390                         return true;
11391                 }
11392                 if (idmap[i].old == old_id)
11393                         return idmap[i].cur == cur_id;
11394         }
11395         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
11396         WARN_ON_ONCE(1);
11397         return false;
11398 }
11399
11400 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
11401                              struct bpf_func_state *st)
11402 {
11403         enum bpf_reg_liveness live;
11404         int i, j;
11405
11406         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11407                 live = st->regs[i].live;
11408                 /* liveness must not touch this register anymore */
11409                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
11410                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
11411                         /* since the register is unused, clear its state
11412                          * to make further comparison simpler
11413                          */
11414                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
11415         }
11416
11417         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11418                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
11419                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
11420                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
11421                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
11422                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
11423                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
11424                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
11425                 }
11426         }
11427 }
11428
11429 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
11430                                  struct bpf_verifier_state *st)
11431 {
11432         int i;
11433
11434         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
11435                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
11436                 return;
11437
11438         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
11439                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
11440 }
11441
11442 /* the parentage chains form a tree.
11443  * the verifier states are added to state lists at given insn and
11444  * pushed into state stack for future exploration.
11445  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
11446  * stored in the state lists have their final liveness state already,
11447  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
11448  * the verifier explores other branches.
11449  * Example:
11450  * 1: r0 = 1
11451  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
11452  * 3: r0 = 2
11453  * 4: exit
11454  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
11455  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
11456  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
11457  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
11458  *
11459  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
11460  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
11461  * time means that all states below this branch were already explored and
11462  * their final liveness marks are already propagated.
11463  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
11464  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
11465  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
11466  * will not be used.
11467  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
11468  * to simplify state merging.
11469  *
11470  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
11471  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
11472  * the callsites
11473  */
11474 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
11475                               struct bpf_verifier_state *cur)
11476 {
11477         struct bpf_verifier_state_list *sl;
11478         int i;
11479
11480         sl = *explored_state(env, insn);
11481         while (sl) {
11482                 if (sl->state.branches)
11483                         goto next;
11484                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
11485                     sl->state.curframe != cur->curframe)
11486                         goto next;
11487                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
11488                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11489                                 goto next;
11490                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
11491 next:
11492                 sl = sl->next;
11493         }
11494 }
11495
11496 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
11497 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
11498                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
11499 {
11500         bool equal;
11501
11502         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
11503                 /* explored state didn't use this */
11504                 return true;
11505
11506         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
11507
11508         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
11509                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
11510                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
11511                  */
11512                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
11513
11514         if (equal)
11515                 return true;
11516
11517         if (rold->type == NOT_INIT)
11518                 /* explored state can't have used this */
11519                 return true;
11520         if (rcur->type == NOT_INIT)
11521                 return false;
11522         switch (base_type(rold->type)) {
11523         case SCALAR_VALUE:
11524                 if (env->explore_alu_limits)
11525                         return false;
11526                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
11527                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
11528                                 return true;
11529                         /* new val must satisfy old val knowledge */
11530                         return range_within(rold, rcur) &&
11531                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11532                 } else {
11533                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
11534                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
11535                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
11536                          * while pointers are not. We could make this safe in
11537                          * special cases if root is calling us, but it's
11538                          * probably not worth the hassle.
11539                          */
11540                         return false;
11541                 }
11542         case PTR_TO_MAP_KEY:
11543         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11544                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
11545                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
11546                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
11547                  * checked, doing so could have affected others with the same
11548                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
11549                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
11550                  */
11551                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
11552                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
11553                                 return false;
11554                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
11555                                 return false;
11556                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
11557                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
11558                 }
11559
11560                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
11561                  * everything else matches, we are OK.
11562                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
11563                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
11564                  * the rest of the prog is valid for one map element then
11565                  * it's valid for all map elements regardless of the key
11566                  * used in bpf_map_lookup()
11567                  */
11568                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
11569                        range_within(rold, rcur) &&
11570                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11571         case PTR_TO_PACKET_META:
11572         case PTR_TO_PACKET:
11573                 if (rcur->type != rold->type)
11574                         return false;
11575                 /* We must have at least as much range as the old ptr
11576                  * did, so that any accesses which were safe before are
11577                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
11578                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
11579                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
11580                  */
11581                 if (rold->range > rcur->range)
11582                         return false;
11583                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
11584                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
11585                  */
11586                 if (rold->off != rcur->off)
11587                         return false;
11588                 /* id relations must be preserved */
11589                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
11590                         return false;
11591                 /* new val must satisfy old val knowledge */
11592                 return range_within(rold, rcur) &&
11593                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11594         case PTR_TO_CTX:
11595         case CONST_PTR_TO_MAP:
11596         case PTR_TO_PACKET_END:
11597         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
11598         case PTR_TO_SOCKET:
11599         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11600         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11601         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11602                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
11603                  * would have accepted
11604                  */
11605         default:
11606                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
11607                 return false;
11608         }
11609
11610         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
11611         WARN_ON_ONCE(1);
11612         return false;
11613 }
11614
11615 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11616                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
11617 {
11618         int i, spi;
11619
11620         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
11621          * slots in the current stack, since explored(safe) state
11622          * didn't use them
11623          */
11624         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
11625                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
11626
11627                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
11628                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
11629                         /* explored state didn't use this */
11630                         continue;
11631                 }
11632
11633                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
11634                         continue;
11635
11636                 /* explored stack has more populated slots than current stack
11637                  * and these slots were used
11638                  */
11639                 if (i >= cur->allocated_stack)
11640                         return false;
11641
11642                 /* if old state was safe with misc data in the stack
11643                  * it will be safe with zero-initialized stack.
11644                  * The opposite is not true
11645                  */
11646                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
11647                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
11648                         continue;
11649                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
11650                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
11651                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
11652                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
11653                          * this verifier states are not equivalent,
11654                          * return false to continue verification of this path
11655                          */
11656                         return false;
11657                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
11658                         continue;
11659                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
11660                         continue;
11661                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
11662                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
11663                         /* when explored and current stack slot are both storing
11664                          * spilled registers, check that stored pointers types
11665                          * are the same as well.
11666                          * Ex: explored safe path could have stored
11667                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
11668                          * but current path has stored:
11669                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
11670                          * such verifier states are not equivalent.
11671                          * return false to continue verification of this path
11672                          */
11673                         return false;
11674         }
11675         return true;
11676 }
11677
11678 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
11679 {
11680         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
11681                 return false;
11682         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
11683                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
11684 }
11685
11686 /* compare two verifier states
11687  *
11688  * all states stored in state_list are known to be valid, since
11689  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
11690  *
11691  * this function is called when verifier exploring different branches of
11692  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
11693  * more strict register state and more strict stack state then this execution
11694  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
11695  * concluded that more strict state leads to valid finish.
11696  *
11697  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
11698  * and explored stack state is more conservative than the current one.
11699  * Example:
11700  *       explored                   current
11701  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
11702  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
11703  *
11704  * In other words if current stack state (one being explored) has more
11705  * valid slots than old one that already passed validation, it means
11706  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
11707  *
11708  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
11709  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
11710  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
11711  */
11712 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11713                               struct bpf_func_state *cur)
11714 {
11715         int i;
11716
11717         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
11718         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11719                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
11720                              env->idmap_scratch))
11721                         return false;
11722
11723         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
11724                 return false;
11725
11726         if (!refsafe(old, cur))
11727                 return false;
11728
11729         return true;
11730 }
11731
11732 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
11733                          struct bpf_verifier_state *old,
11734                          struct bpf_verifier_state *cur)
11735 {
11736         int i;
11737
11738         if (old->curframe != cur->curframe)
11739                 return false;
11740
11741         /* Verification state from speculative execution simulation
11742          * must never prune a non-speculative execution one.
11743          */
11744         if (old->speculative && !cur->speculative)
11745                 return false;
11746
11747         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
11748                 return false;
11749
11750         /* for states to be equal callsites have to be the same
11751          * and all frame states need to be equivalent
11752          */
11753         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
11754                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11755                         return false;
11756                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
11757                         return false;
11758         }
11759         return true;
11760 }
11761
11762 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
11763  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
11764  */
11765 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
11766                                   struct bpf_reg_state *reg,
11767                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
11768 {
11769         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
11770         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
11771         int err;
11772
11773         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
11774          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
11775          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
11776          */
11777         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
11778             /* Or if there is no read flag from REG. */
11779             !flag ||
11780             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
11781             parent_flag == flag)
11782                 return 0;
11783
11784         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
11785         if (err)
11786                 return err;
11787
11788         return flag;
11789 }
11790
11791 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
11792  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
11793  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
11794  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
11795  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
11796  * in mark_reg_read() is for.
11797  */
11798 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
11799                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
11800                               struct bpf_verifier_state *vparent)
11801 {
11802         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
11803         struct bpf_func_state *state, *parent;
11804         int i, frame, err = 0;
11805
11806         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
11807                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
11808                      vparent->curframe, vstate->curframe);
11809                 return -EFAULT;
11810         }
11811         /* Propagate read liveness of registers... */
11812         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
11813         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
11814                 parent = vparent->frame[frame];
11815                 state = vstate->frame[frame];
11816                 parent_reg = parent->regs;
11817                 state_reg = state->regs;
11818                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
11819                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11820                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
11821                                                      &parent_reg[i]);
11822                         if (err < 0)
11823                                 return err;
11824                         if (err == REG_LIVE_READ64)
11825                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
11826                 }
11827
11828                 /* Propagate stack slots. */
11829                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
11830                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11831                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
11832                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11833                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
11834                                                      parent_reg);
11835                         if (err < 0)
11836                                 return err;
11837                 }
11838         }
11839         return 0;
11840 }
11841
11842 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
11843  * propagate them into the current state
11844  */
11845 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
11846                                const struct bpf_verifier_state *old)
11847 {
11848         struct bpf_reg_state *state_reg;
11849         struct bpf_func_state *state;
11850         int i, err = 0;
11851
11852         state = old->frame[old->curframe];
11853         state_reg = state->regs;
11854         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
11855                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11856                     !state_reg->precise)
11857                         continue;
11858                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11859                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
11860                 err = mark_chain_precision(env, i);
11861                 if (err < 0)
11862                         return err;
11863         }
11864
11865         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11866                 if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
11867                         continue;
11868                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11869                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11870                     !state_reg->precise)
11871                         continue;
11872                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11873                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
11874                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
11875                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
11876                 if (err < 0)
11877                         return err;
11878         }
11879         return 0;
11880 }
11881
11882 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
11883                                  struct bpf_verifier_state *cur)
11884 {
11885         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
11886         int i, fr = cur->curframe;
11887
11888         if (old->curframe != fr)
11889                 return false;
11890
11891         fold = old->frame[fr];
11892         fcur = cur->frame[fr];
11893         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11894                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
11895                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
11896                         return false;
11897         return true;
11898 }
11899
11900
11901 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
11902 {
11903         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
11904         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
11905         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
11906         int i, j, err, states_cnt = 0;
11907         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
11908
11909         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
11910         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
11911                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
11912                  * be doing state search here
11913                  */
11914                 return 0;
11915
11916         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
11917          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
11918          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
11919          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
11920          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
11921          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
11922          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
11923          */
11924         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
11925             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
11926                 add_new_state = true;
11927
11928         pprev = explored_state(env, insn_idx);
11929         sl = *pprev;
11930
11931         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
11932
11933         while (sl) {
11934                 states_cnt++;
11935                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
11936                         goto next;
11937
11938                 if (sl->state.branches) {
11939                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
11940
11941                         if (frame->in_async_callback_fn &&
11942                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
11943                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
11944                                  * processing another entry into async callback.
11945                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
11946                                  * loop or infinite recursion.
11947                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
11948                                  * to stop processing the current state. The previous state
11949                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
11950                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
11951                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
11952                                  * inside async callbacks.
11953                                  */
11954                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
11955                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11956                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
11957                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
11958                                 return -EINVAL;
11959                         }
11960                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
11961                          * too often, since different loop iterations have distinct
11962                          * states and may not help future pruning.
11963                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
11964                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
11965                          * The most abusive loop will be:
11966                          * r1 += 1
11967                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
11968                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
11969                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
11970                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
11971                          */
11972                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
11973                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
11974                                 add_new_state = false;
11975                         goto miss;
11976                 }
11977                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11978                         sl->hit_cnt++;
11979                         /* reached equivalent register/stack state,
11980                          * prune the search.
11981                          * Registers read by the continuation are read by us.
11982                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
11983                          * will prevent corresponding reads in the continuation
11984                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
11985                          * own state will get the read marks recorded, but
11986                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
11987                          * this state and will pop a new one.
11988                          */
11989                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
11990
11991                         /* if previous state reached the exit with precision and
11992                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
11993                          * the precision needs to be propagated back in
11994                          * the current state.
11995                          */
11996                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
11997                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
11998                         if (err)
11999                                 return err;
12000                         return 1;
12001                 }
12002 miss:
12003                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
12004                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
12005                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
12006                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
12007                  * and some at the end) to help pruning.
12008                  */
12009                 if (add_new_state)
12010                         sl->miss_cnt++;
12011                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
12012                  * to keep checking from state equivalence point of view.
12013                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
12014                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
12015                  */
12016                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
12017                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
12018                          * speed up verification
12019                          */
12020                         *pprev = sl->next;
12021                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
12022                                 u32 br = sl->state.branches;
12023
12024                                 WARN_ONCE(br,
12025                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
12026                                           br);
12027                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
12028                                 kfree(sl);
12029                                 env->peak_states--;
12030                         } else {
12031                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
12032                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
12033                                  * be freed at the end of verification
12034                                  */
12035                                 sl->next = env->free_list;
12036                                 env->free_list = sl;
12037                         }
12038                         sl = *pprev;
12039                         continue;
12040                 }
12041 next:
12042                 pprev = &sl->next;
12043                 sl = *pprev;
12044         }
12045
12046         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
12047                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
12048
12049         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
12050                 return push_jmp_history(env, cur);
12051
12052         if (!add_new_state)
12053                 return push_jmp_history(env, cur);
12054
12055         /* There were no equivalent states, remember the current one.
12056          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
12057          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
12058          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
12059          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
12060          * again on the way to bpf_exit.
12061          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
12062          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
12063          */
12064         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
12065         if (!new_sl)
12066                 return -ENOMEM;
12067         env->total_states++;
12068         env->peak_states++;
12069         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
12070         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
12071
12072         /* add new state to the head of linked list */
12073         new = &new_sl->state;
12074         err = copy_verifier_state(new, cur);
12075         if (err) {
12076                 free_verifier_state(new, false);
12077                 kfree(new_sl);
12078                 return err;
12079         }
12080         new->insn_idx = insn_idx;
12081         WARN_ONCE(new->branches != 1,
12082                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
12083
12084         cur->parent = new;
12085         cur->first_insn_idx = insn_idx;
12086         clear_jmp_history(cur);
12087         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
12088         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
12089         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
12090          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
12091          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
12092          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
12093          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
12094          * from callee with its full parentage chain, anyway.
12095          */
12096         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
12097          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
12098          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
12099          * their parent and current state never has children yet.  Only
12100          * explored_states can get read marks.)
12101          */
12102         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
12103                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
12104                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
12105                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
12106                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
12107         }
12108
12109         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
12110         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
12111                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
12112                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
12113
12114                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
12115                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
12116                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
12117                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
12118                 }
12119         }
12120         return 0;
12121 }
12122
12123 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
12124 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
12125 {
12126         switch (base_type(type)) {
12127         case PTR_TO_CTX:
12128         case PTR_TO_SOCKET:
12129         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12130         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12131         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12132         case PTR_TO_BTF_ID:
12133                 return false;
12134         default:
12135                 return true;
12136         }
12137 }
12138
12139 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
12140  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
12141  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
12142  *
12143  * R1 = sock_ptr
12144  * goto X;
12145  * ...
12146  * R1 = some_other_valid_ptr;
12147  * goto X;
12148  * ...
12149  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
12150  */
12151 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
12152 {
12153         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
12154                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
12155 }
12156
12157 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
12158 {
12159         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
12160         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
12161         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12162         struct bpf_reg_state *regs;
12163         int insn_cnt = env->prog->len;
12164         bool do_print_state = false;
12165         int prev_insn_idx = -1;
12166
12167         for (;;) {
12168                 struct bpf_insn *insn;
12169                 u8 class;
12170                 int err;
12171
12172                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
12173                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
12174                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
12175                                 env->insn_idx, insn_cnt);
12176                         return -EFAULT;
12177                 }
12178
12179                 insn = &insns[env->insn_idx];
12180                 class = BPF_CLASS(insn->code);
12181
12182                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
12183                         verbose(env,
12184                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
12185                                 env->insn_processed);
12186                         return -E2BIG;
12187                 }
12188
12189                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
12190                 if (err < 0)
12191                         return err;
12192                 if (err == 1) {
12193                         /* found equivalent state, can prune the search */
12194                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12195                                 if (do_print_state)
12196                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
12197                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12198                                                 env->cur_state->speculative ?
12199                                                 " (speculative execution)" : "");
12200                                 else
12201                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
12202                         }
12203                         goto process_bpf_exit;
12204                 }
12205
12206                 if (signal_pending(current))
12207                         return -EAGAIN;
12208
12209                 if (need_resched())
12210                         cond_resched();
12211
12212                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
12213                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
12214                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12215                                 env->cur_state->speculative ?
12216                                 " (speculative execution)" : "");
12217                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
12218                         do_print_state = false;
12219                 }
12220
12221                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12222                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
12223                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
12224                                 .cb_print       = verbose,
12225                                 .private_data   = env,
12226                         };
12227
12228                         if (verifier_state_scratched(env))
12229                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
12230
12231                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
12232                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12233                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
12234                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
12235                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
12236                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12237                 }
12238
12239                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12240                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
12241                                                            env->prev_insn_idx);
12242                         if (err)
12243                                 return err;
12244                 }
12245
12246                 regs = cur_regs(env);
12247                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12248                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
12249
12250                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
12251                         err = check_alu_op(env, insn);
12252                         if (err)
12253                                 return err;
12254
12255                 } else if (class == BPF_LDX) {
12256                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
12257
12258                         /* check for reserved fields is already done */
12259
12260                         /* check src operand */
12261                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12262                         if (err)
12263                                 return err;
12264
12265                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12266                         if (err)
12267                                 return err;
12268
12269                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
12270
12271                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
12272                          * the state of dst_reg will be updated by this func
12273                          */
12274                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
12275                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12276                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
12277                         if (err)
12278                                 return err;
12279
12280                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12281
12282                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
12283                                 /* saw a valid insn
12284                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
12285                                  * save type to validate intersecting paths
12286                                  */
12287                                 *prev_src_type = src_reg_type;
12288
12289                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
12290                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
12291                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
12292                                  * with different pointer types:
12293                                  * src_reg == ctx in one branch and
12294                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
12295                                  * Reject it.
12296                                  */
12297                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12298                                 return -EINVAL;
12299                         }
12300
12301                 } else if (class == BPF_STX) {
12302                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
12303
12304                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
12305                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
12306                                 if (err)
12307                                         return err;
12308                                 env->insn_idx++;
12309                                 continue;
12310                         }
12311
12312                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
12313                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
12314                                 return -EINVAL;
12315                         }
12316
12317                         /* check src1 operand */
12318                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12319                         if (err)
12320                                 return err;
12321                         /* check src2 operand */
12322                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12323                         if (err)
12324                                 return err;
12325
12326                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
12327
12328                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12329                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12330                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12331                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
12332                         if (err)
12333                                 return err;
12334
12335                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12336
12337                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
12338                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
12339                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
12340                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12341                                 return -EINVAL;
12342                         }
12343
12344                 } else if (class == BPF_ST) {
12345                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
12346                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
12347                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
12348                                 return -EINVAL;
12349                         }
12350                         /* check src operand */
12351                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12352                         if (err)
12353                                 return err;
12354
12355                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
12356                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
12357                                         insn->dst_reg,
12358                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
12359                                 return -EACCES;
12360                         }
12361
12362                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12363                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12364                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12365                                                BPF_WRITE, -1, false);
12366                         if (err)
12367                                 return err;
12368
12369                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
12370                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12371
12372                         env->jmps_processed++;
12373                         if (opcode == BPF_CALL) {
12374                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12375                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
12376                                      && insn->off != 0) ||
12377                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
12378                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
12379                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
12380                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12381                                     class == BPF_JMP32) {
12382                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
12383                                         return -EINVAL;
12384                                 }
12385
12386                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
12387                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
12388                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
12389                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
12390                                         return -EINVAL;
12391                                 }
12392                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12393                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
12394                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
12395                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
12396                                 else
12397                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
12398                                 if (err)
12399                                         return err;
12400                         } else if (opcode == BPF_JA) {
12401                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12402                                     insn->imm != 0 ||
12403                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12404                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12405                                     class == BPF_JMP32) {
12406                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
12407                                         return -EINVAL;
12408                                 }
12409
12410                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
12411                                 continue;
12412
12413                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
12414                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12415                                     insn->imm != 0 ||
12416                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12417                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12418                                     class == BPF_JMP32) {
12419                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
12420                                         return -EINVAL;
12421                                 }
12422
12423                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
12424                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
12425                                         return -EINVAL;
12426                                 }
12427
12428                                 /* We must do check_reference_leak here before
12429                                  * prepare_func_exit to handle the case when
12430                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
12431                                  * function, for which reference_state must
12432                                  * match caller reference state when it exits.
12433                                  */
12434                                 err = check_reference_leak(env);
12435                                 if (err)
12436                                         return err;
12437
12438                                 if (state->curframe) {
12439                                         /* exit from nested function */
12440                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
12441                                         if (err)
12442                                                 return err;
12443                                         do_print_state = true;
12444                                         continue;
12445                                 }
12446
12447                                 err = check_return_code(env);
12448                                 if (err)
12449                                         return err;
12450 process_bpf_exit:
12451                                 mark_verifier_state_scratched(env);
12452                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
12453                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
12454                                                 &env->insn_idx, pop_log);
12455                                 if (err < 0) {
12456                                         if (err != -ENOENT)
12457                                                 return err;
12458                                         break;
12459                                 } else {
12460                                         do_print_state = true;
12461                                         continue;
12462                                 }
12463                         } else {
12464                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
12465                                 if (err)
12466                                         return err;
12467                         }
12468                 } else if (class == BPF_LD) {
12469                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12470
12471                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
12472                                 err = check_ld_abs(env, insn);
12473                                 if (err)
12474                                         return err;
12475
12476                         } else if (mode == BPF_IMM) {
12477                                 err = check_ld_imm(env, insn);
12478                                 if (err)
12479                                         return err;
12480
12481                                 env->insn_idx++;
12482                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12483                         } else {
12484                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
12485                                 return -EINVAL;
12486                         }
12487                 } else {
12488                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
12489                         return -EINVAL;
12490                 }
12491
12492                 env->insn_idx++;
12493         }
12494
12495         return 0;
12496 }
12497
12498 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
12499 {
12500         const struct btf_type *t;
12501         const char *tname;
12502         int i, n;
12503
12504         /*
12505          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
12506          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
12507          * types to look at only module's own BTF types.
12508          */
12509         n = btf_nr_types(btf);
12510         if (btf_is_module(btf))
12511                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
12512         else
12513                 i = 1;
12514
12515         for(; i < n; i++) {
12516                 t = btf_type_by_id(btf, i);
12517                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
12518                         continue;
12519
12520                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12521                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
12522                         return i;
12523         }
12524
12525         return -ENOENT;
12526 }
12527
12528 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
12529 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
12530                                struct bpf_insn *insn,
12531                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
12532 {
12533         const struct btf_var_secinfo *vsi;
12534         const struct btf_type *datasec;
12535         struct btf_mod_pair *btf_mod;
12536         const struct btf_type *t;
12537         const char *sym_name;
12538         bool percpu = false;
12539         u32 type, id = insn->imm;
12540         struct btf *btf;
12541         s32 datasec_id;
12542         u64 addr;
12543         int i, btf_fd, err;
12544
12545         btf_fd = insn[1].imm;
12546         if (btf_fd) {
12547                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
12548                 if (IS_ERR(btf)) {
12549                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
12550                         return -EINVAL;
12551                 }
12552         } else {
12553                 if (!btf_vmlinux) {
12554                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
12555                         return -EINVAL;
12556                 }
12557                 btf = btf_vmlinux;
12558                 btf_get(btf);
12559         }
12560
12561         t = btf_type_by_id(btf, id);
12562         if (!t) {
12563                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
12564                 err = -ENOENT;
12565                 goto err_put;
12566         }
12567
12568         if (!btf_type_is_var(t)) {
12569                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
12570                 err = -EINVAL;
12571                 goto err_put;
12572         }
12573
12574         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12575         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
12576         if (!addr) {
12577                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
12578                         sym_name);
12579                 err = -ENOENT;
12580                 goto err_put;
12581         }
12582
12583         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
12584         if (datasec_id > 0) {
12585                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
12586                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
12587                         if (vsi->type == id) {
12588                                 percpu = true;
12589                                 break;
12590                         }
12591                 }
12592         }
12593
12594         insn[0].imm = (u32)addr;
12595         insn[1].imm = addr >> 32;
12596
12597         type = t->type;
12598         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
12599         if (percpu) {
12600                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
12601                 aux->btf_var.btf = btf;
12602                 aux->btf_var.btf_id = type;
12603         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
12604                 const struct btf_type *ret;
12605                 const char *tname;
12606                 u32 tsize;
12607
12608                 /* resolve the type size of ksym. */
12609                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
12610                 if (IS_ERR(ret)) {
12611                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12612                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
12613                                 tname, PTR_ERR(ret));
12614                         err = -EINVAL;
12615                         goto err_put;
12616                 }
12617                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
12618                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
12619         } else {
12620                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
12621                 aux->btf_var.btf = btf;
12622                 aux->btf_var.btf_id = type;
12623         }
12624
12625         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
12626         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
12627                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
12628                         btf_put(btf);
12629                         return 0;
12630                 }
12631         }
12632
12633         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
12634                 err = -E2BIG;
12635                 goto err_put;
12636         }
12637
12638         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
12639         btf_mod->btf = btf;
12640         btf_mod->module = NULL;
12641
12642         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
12643         if (btf_is_module(btf)) {
12644                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
12645                 if (!btf_mod->module) {
12646                         err = -ENXIO;
12647                         goto err_put;
12648                 }
12649         }
12650
12651         env->used_btf_cnt++;
12652
12653         return 0;
12654 err_put:
12655         btf_put(btf);
12656         return err;
12657 }
12658
12659 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
12660 {
12661         switch (type) {
12662         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
12663         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
12664         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
12665         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12666         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
12667                 return true;
12668         default:
12669                 return false;
12670         }
12671 }
12672
12673 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
12674                                         struct bpf_map *map,
12675                                         struct bpf_prog *prog)
12676
12677 {
12678         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12679
12680         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
12681                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
12682                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12683                         return -EINVAL;
12684                 }
12685
12686                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12687                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12688                         return -EINVAL;
12689                 }
12690
12691                 if (prog->aux->sleepable) {
12692                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12693                         return -EINVAL;
12694                 }
12695         }
12696
12697         if (map_value_has_timer(map)) {
12698                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12699                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
12700                         return -EINVAL;
12701                 }
12702         }
12703
12704         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
12705             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
12706                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
12707                 return -EINVAL;
12708         }
12709
12710         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
12711                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
12712                 return -EINVAL;
12713         }
12714
12715         if (prog->aux->sleepable)
12716                 switch (map->map_type) {
12717                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
12718                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
12719                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
12720                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
12721                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
12722                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
12723                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
12724                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
12725                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
12726                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
12727                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
12728                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
12729                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
12730                         break;
12731                 default:
12732                         verbose(env,
12733                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
12734                         return -EINVAL;
12735                 }
12736
12737         return 0;
12738 }
12739
12740 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
12741 {
12742         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
12743                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
12744 }
12745
12746 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
12747  *
12748  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
12749  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
12750  *
12751  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
12752  */
12753 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
12754 {
12755         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12756         int insn_cnt = env->prog->len;
12757         int i, j, err;
12758
12759         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
12760         if (err)
12761                 return err;
12762
12763         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12764                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12765                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
12766                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
12767                         return -EINVAL;
12768                 }
12769
12770                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
12771                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12772                         struct bpf_map *map;
12773                         struct fd f;
12774                         u64 addr;
12775                         u32 fd;
12776
12777                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
12778                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
12779                             insn[1].off != 0) {
12780                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
12781                                 return -EINVAL;
12782                         }
12783
12784                         if (insn[0].src_reg == 0)
12785                                 /* valid generic load 64-bit imm */
12786                                 goto next_insn;
12787
12788                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
12789                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12790                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
12791                                 if (err)
12792                                         return err;
12793                                 goto next_insn;
12794                         }
12795
12796                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
12797                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12798                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
12799                                 goto next_insn;
12800                         }
12801
12802                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
12803                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
12804                          */
12805                         switch (insn[0].src_reg) {
12806                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
12807                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12808                                 break;
12809                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
12810                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12811                                 if (insn[1].imm == 0)
12812                                         break;
12813                                 fallthrough;
12814                         default:
12815                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
12816                                 return -EINVAL;
12817                         }
12818
12819                         switch (insn[0].src_reg) {
12820                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12821                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12822                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
12823                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
12824                                         return -EPROTO;
12825                                 }
12826                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
12827                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
12828                                                             sizeof(fd)))
12829                                         return -EFAULT;
12830                                 break;
12831                         default:
12832                                 fd = insn[0].imm;
12833                                 break;
12834                         }
12835
12836                         f = fdget(fd);
12837                         map = __bpf_map_get(f);
12838                         if (IS_ERR(map)) {
12839                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
12840                                         insn[0].imm);
12841                                 return PTR_ERR(map);
12842                         }
12843
12844                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
12845                         if (err) {
12846                                 fdput(f);
12847                                 return err;
12848                         }
12849
12850                         aux = &env->insn_aux_data[i];
12851                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
12852                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
12853                                 addr = (unsigned long)map;
12854                         } else {
12855                                 u32 off = insn[1].imm;
12856
12857                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
12858                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
12859                                         fdput(f);
12860                                         return -EINVAL;
12861                                 }
12862
12863                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
12864                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
12865                                         fdput(f);
12866                                         return -EINVAL;
12867                                 }
12868
12869                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
12870                                 if (err) {
12871                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
12872                                                 map->value_size, off);
12873                                         fdput(f);
12874                                         return err;
12875                                 }
12876
12877                                 aux->map_off = off;
12878                                 addr += off;
12879                         }
12880
12881                         insn[0].imm = (u32)addr;
12882                         insn[1].imm = addr >> 32;
12883
12884                         /* check whether we recorded this map already */
12885                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
12886                                 if (env->used_maps[j] == map) {
12887                                         aux->map_index = j;
12888                                         fdput(f);
12889                                         goto next_insn;
12890                                 }
12891                         }
12892
12893                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
12894                                 fdput(f);
12895                                 return -E2BIG;
12896                         }
12897
12898                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
12899                          * the map will be released by release_maps() or it
12900                          * will be used by the valid program until it's unloaded
12901                          * and all maps are released in free_used_maps()
12902                          */
12903                         bpf_map_inc(map);
12904
12905                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
12906                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
12907
12908                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
12909                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
12910                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
12911                                 fdput(f);
12912                                 return -EBUSY;
12913                         }
12914
12915                         fdput(f);
12916 next_insn:
12917                         insn++;
12918                         i++;
12919                         continue;
12920                 }
12921
12922                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
12923                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
12924                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
12925                         return -EINVAL;
12926                 }
12927         }
12928
12929         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
12930          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
12931          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
12932          */
12933         return 0;
12934 }
12935
12936 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12937 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
12938 {
12939         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
12940                              env->used_map_cnt);
12941 }
12942
12943 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12944 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
12945 {
12946         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
12947                              env->used_btf_cnt);
12948 }
12949
12950 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
12951 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
12952 {
12953         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12954         int insn_cnt = env->prog->len;
12955         int i;
12956
12957         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12958                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
12959                         continue;
12960                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
12961                         continue;
12962                 insn->src_reg = 0;
12963         }
12964 }
12965
12966 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
12967  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
12968  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
12969  */
12970 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
12971                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
12972                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
12973 {
12974         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
12975         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
12976         u32 old_seen = old_data[off].seen;
12977         u32 prog_len;
12978         int i;
12979
12980         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
12981          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
12982          * original insn at old prog.
12983          */
12984         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
12985
12986         if (cnt == 1)
12987                 return;
12988         prog_len = new_prog->len;
12989
12990         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
12991         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
12992                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
12993         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
12994                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
12995                 new_data[i].seen = old_seen;
12996                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
12997         }
12998         env->insn_aux_data = new_data;
12999         vfree(old_data);
13000 }
13001
13002 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
13003 {
13004         int i;
13005
13006         if (len == 1)
13007                 return;
13008         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
13009         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
13010                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
13011                         continue;
13012                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
13013         }
13014 }
13015
13016 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
13017 {
13018         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
13019         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
13020         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
13021
13022         for (i = 0; i < sz; i++) {
13023                 desc = &tab[i];
13024                 if (desc->insn_idx <= off)
13025                         continue;
13026                 desc->insn_idx += len - 1;
13027         }
13028 }
13029
13030 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13031                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
13032 {
13033         struct bpf_prog *new_prog;
13034         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
13035
13036         if (len > 1) {
13037                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
13038                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
13039                 if (!new_data)
13040                         return NULL;
13041         }
13042
13043         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
13044         if (IS_ERR(new_prog)) {
13045                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
13046                         verbose(env,
13047                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
13048                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
13049                 vfree(new_data);
13050                 return NULL;
13051         }
13052         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
13053         adjust_subprog_starts(env, off, len);
13054         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
13055         return new_prog;
13056 }
13057
13058 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
13059                                               u32 off, u32 cnt)
13060 {
13061         int i, j;
13062
13063         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
13064         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
13065                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
13066                         break;
13067         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
13068         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
13069                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
13070                         break;
13071         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
13072          * the front of previous prog
13073          */
13074         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
13075                 j--;
13076
13077         if (j > i) {
13078                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
13079                 int move;
13080
13081                 /* move fake 'exit' subprog as well */
13082                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
13083
13084                 memmove(env->subprog_info + i,
13085                         env->subprog_info + j,
13086                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
13087                 env->subprog_cnt -= j - i;
13088
13089                 /* remove func_info */
13090                 if (aux->func_info) {
13091                         move = aux->func_info_cnt - j;
13092
13093                         memmove(aux->func_info + i,
13094                                 aux->func_info + j,
13095                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
13096                         aux->func_info_cnt -= j - i;
13097                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
13098                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
13099                          */
13100                 }
13101         } else {
13102                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
13103                 if (env->subprog_info[i].start == off)
13104                         i++;
13105         }
13106
13107         /* update fake 'exit' subprog as well */
13108         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
13109                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
13110
13111         return 0;
13112 }
13113
13114 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13115                                       u32 cnt)
13116 {
13117         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13118         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
13119         struct bpf_line_info *linfo;
13120
13121         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13122         if (!nr_linfo)
13123                 return 0;
13124
13125         linfo = prog->aux->linfo;
13126
13127         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
13128         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
13129                 if (linfo[i].insn_off >= off)
13130                         break;
13131
13132         l_off = i;
13133         l_cnt = 0;
13134         for (; i < nr_linfo; i++)
13135                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
13136                         l_cnt++;
13137                 else
13138                         break;
13139
13140         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
13141          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
13142          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
13143          */
13144         if (prog->len != off && l_cnt &&
13145             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
13146                 l_cnt--;
13147                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
13148         }
13149
13150         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
13151         if (l_cnt) {
13152                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
13153                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
13154
13155                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
13156                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13157         }
13158
13159         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
13160         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
13161                 linfo[i].insn_off -= cnt;
13162
13163         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
13164         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
13165                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
13166                         /* program may have started in the removed region but
13167                          * may not be fully removed
13168                          */
13169                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
13170                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
13171                         else
13172                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
13173                 }
13174
13175         return 0;
13176 }
13177
13178 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
13179 {
13180         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13181         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
13182         int err;
13183
13184         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13185                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
13186
13187         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
13188         if (err)
13189                 return err;
13190
13191         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
13192         if (err)
13193                 return err;
13194
13195         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
13196         if (err)
13197                 return err;
13198
13199         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
13200                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
13201
13202         return 0;
13203 }
13204
13205 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
13206  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
13207  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
13208  * with 'ja -1'.
13209  *
13210  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
13211  * program and through another bug we would manage to jump there, then
13212  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
13213  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
13214  * code could be located.
13215  */
13216 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13217 {
13218         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13219         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
13220         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13221         const int insn_cnt = env->prog->len;
13222         int i;
13223
13224         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13225                 if (aux_data[i].seen)
13226                         continue;
13227                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
13228                 aux_data[i].zext_dst = false;
13229         }
13230 }
13231
13232 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
13233 {
13234         u8 op;
13235
13236         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
13237                 return true;
13238
13239         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
13240                 return false;
13241
13242         op = BPF_OP(code);
13243         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
13244 }
13245
13246 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
13247 {
13248         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13249         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13250         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13251         const int insn_cnt = env->prog->len;
13252         int i;
13253
13254         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13255                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
13256                         continue;
13257
13258                 if (!aux_data[i + 1].seen)
13259                         ja.off = insn->off;
13260                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
13261                         ja.off = 0;
13262                 else
13263                         continue;
13264
13265                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13266                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
13267
13268                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
13269         }
13270 }
13271
13272 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13273 {
13274         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13275         int insn_cnt = env->prog->len;
13276         int i, err;
13277
13278         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13279                 int j;
13280
13281                 j = 0;
13282                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
13283                         j++;
13284                 if (!j)
13285                         continue;
13286
13287                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
13288                 if (err)
13289                         return err;
13290                 insn_cnt = env->prog->len;
13291         }
13292
13293         return 0;
13294 }
13295
13296 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
13297 {
13298         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13299         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13300         int insn_cnt = env->prog->len;
13301         int i, err;
13302
13303         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13304                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
13305                         continue;
13306
13307                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
13308                 if (err)
13309                         return err;
13310                 insn_cnt--;
13311                 i--;
13312         }
13313
13314         return 0;
13315 }
13316
13317 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
13318                                          const union bpf_attr *attr)
13319 {
13320         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
13321         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
13322         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
13323         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13324         struct bpf_prog *new_prog;
13325         bool rnd_hi32;
13326
13327         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
13328         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
13329         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
13330         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
13331         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
13332         for (i = 0; i < len; i++) {
13333                 int adj_idx = i + delta;
13334                 struct bpf_insn insn;
13335                 int load_reg;
13336
13337                 insn = insns[adj_idx];
13338                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
13339                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
13340                         u8 code, class;
13341                         u32 imm_rnd;
13342
13343                         if (!rnd_hi32)
13344                                 continue;
13345
13346                         code = insn.code;
13347                         class = BPF_CLASS(code);
13348                         if (load_reg == -1)
13349                                 continue;
13350
13351                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
13352                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
13353                          *       here.
13354                          */
13355                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
13356                                 if (class == BPF_LD &&
13357                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
13358                                         i++;
13359                                 continue;
13360                         }
13361
13362                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
13363                         if (class == BPF_LDX &&
13364                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
13365                                 continue;
13366
13367                         imm_rnd = get_random_u32();
13368                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
13369                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
13370                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
13371                         patch = rnd_hi32_patch;
13372                         patch_len = 4;
13373                         goto apply_patch_buffer;
13374                 }
13375
13376                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
13377                  * it or b) it's a CMPXCHG.
13378                  *
13379                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
13380                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
13381                  * equivalent instruction only does this load when the
13382                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
13383                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
13384                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
13385                  */
13386                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
13387                         continue;
13388
13389                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
13390                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
13391                         return -EFAULT;
13392                 }
13393
13394                 zext_patch[0] = insn;
13395                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
13396                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
13397                 patch = zext_patch;
13398                 patch_len = 2;
13399 apply_patch_buffer:
13400                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
13401                 if (!new_prog)
13402                         return -ENOMEM;
13403                 env->prog = new_prog;
13404                 insns = new_prog->insnsi;
13405                 aux = env->insn_aux_data;
13406                 delta += patch_len - 1;
13407         }
13408
13409         return 0;
13410 }
13411
13412 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
13413  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
13414  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
13415  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
13416  */
13417 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
13418 {
13419         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
13420         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
13421         const int insn_cnt = env->prog->len;
13422         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
13423         u32 target_size, size_default, off;
13424         struct bpf_prog *new_prog;
13425         enum bpf_access_type type;
13426         bool is_narrower_load;
13427
13428         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
13429                 if (!ops->gen_prologue) {
13430                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13431                         return -EINVAL;
13432                 }
13433                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
13434                                         env->prog);
13435                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13436                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13437                         return -EINVAL;
13438                 } else if (cnt) {
13439                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
13440                         if (!new_prog)
13441                                 return -ENOMEM;
13442
13443                         env->prog = new_prog;
13444                         delta += cnt - 1;
13445                 }
13446         }
13447
13448         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13449                 return 0;
13450
13451         insn = env->prog->insnsi + delta;
13452
13453         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13454                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
13455                 bool ctx_access;
13456
13457                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13458                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13459                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13460                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13461                         type = BPF_READ;
13462                         ctx_access = true;
13463                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13464                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13465                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13466                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
13467                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
13468                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
13469                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
13470                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13471                         type = BPF_WRITE;
13472                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
13473                 } else {
13474                         continue;
13475                 }
13476
13477                 if (type == BPF_WRITE &&
13478                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
13479                         struct bpf_insn patch[] = {
13480                                 *insn,
13481                                 BPF_ST_NOSPEC(),
13482                         };
13483
13484                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
13485                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
13486                         if (!new_prog)
13487                                 return -ENOMEM;
13488
13489                         delta    += cnt - 1;
13490                         env->prog = new_prog;
13491                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13492                         continue;
13493                 }
13494
13495                 if (!ctx_access)
13496                         continue;
13497
13498                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
13499                 case PTR_TO_CTX:
13500                         if (!ops->convert_ctx_access)
13501                                 continue;
13502                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
13503                         break;
13504                 case PTR_TO_SOCKET:
13505                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13506                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
13507                         break;
13508                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
13509                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
13510                         break;
13511                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
13512                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
13513                         break;
13514                 case PTR_TO_BTF_ID:
13515                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
13516                         if (type == BPF_READ) {
13517                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
13518                                         BPF_SIZE((insn)->code);
13519                                 env->prog->aux->num_exentries++;
13520                         }
13521                         continue;
13522                 default:
13523                         continue;
13524                 }
13525
13526                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
13527                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
13528
13529                 /* If the read access is a narrower load of the field,
13530                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
13531                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
13532                  * we will apply proper mask to the result.
13533                  */
13534                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
13535                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
13536                 off = insn->off;
13537                 if (is_narrower_load) {
13538                         u8 size_code;
13539
13540                         if (type == BPF_WRITE) {
13541                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
13542                                 return -EINVAL;
13543                         }
13544
13545                         size_code = BPF_H;
13546                         if (ctx_field_size == 4)
13547                                 size_code = BPF_W;
13548                         else if (ctx_field_size == 8)
13549                                 size_code = BPF_DW;
13550
13551                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
13552                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
13553                 }
13554
13555                 target_size = 0;
13556                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
13557                                          &target_size);
13558                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
13559                     (ctx_field_size && !target_size)) {
13560                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13561                         return -EINVAL;
13562                 }
13563
13564                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
13565                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
13566                                 off, size, size_default) * 8;
13567                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13568                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
13569                                 return -EINVAL;
13570                         }
13571                         if (ctx_field_size <= 4) {
13572                                 if (shift)
13573                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
13574                                                                         insn->dst_reg,
13575                                                                         shift);
13576                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13577                                                                 (1 << size * 8) - 1);
13578                         } else {
13579                                 if (shift)
13580                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
13581                                                                         insn->dst_reg,
13582                                                                         shift);
13583                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13584                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
13585                         }
13586                 }
13587
13588                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13589                 if (!new_prog)
13590                         return -ENOMEM;
13591
13592                 delta += cnt - 1;
13593
13594                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
13595                 env->prog = new_prog;
13596                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13597         }
13598
13599         return 0;
13600 }
13601
13602 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13603 {
13604         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
13605         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
13606         struct bpf_map *map_ptr;
13607         struct bpf_insn *insn;
13608         void *old_bpf_func;
13609         int err, num_exentries;
13610
13611         if (env->subprog_cnt <= 1)
13612                 return 0;
13613
13614         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13615                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
13616                         continue;
13617
13618                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
13619                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
13620                  * propagated in any case.
13621                  */
13622                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
13623                 if (subprog < 0) {
13624                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
13625                                   i + insn->imm + 1);
13626                         return -EFAULT;
13627                 }
13628                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
13629                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
13630                  */
13631                 insn->off = subprog;
13632                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
13633                  * to interpreter will be needed
13634                  */
13635                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
13636                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
13637                 insn->imm = 1;
13638                 if (bpf_pseudo_func(insn))
13639                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
13640                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
13641                          * Force a non zero here.
13642                          */
13643                         insn[1].imm = 1;
13644         }
13645
13646         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
13647         if (err)
13648                 goto out_undo_insn;
13649
13650         err = -ENOMEM;
13651         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
13652         if (!func)
13653                 goto out_undo_insn;
13654
13655         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13656                 subprog_start = subprog_end;
13657                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
13658
13659                 len = subprog_end - subprog_start;
13660                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
13661                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
13662                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
13663                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
13664                  */
13665                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
13666                 if (!func[i])
13667                         goto out_free;
13668                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
13669                        len * sizeof(struct bpf_insn));
13670                 func[i]->type = prog->type;
13671                 func[i]->len = len;
13672                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
13673                         goto out_free;
13674                 func[i]->is_func = 1;
13675                 func[i]->aux->func_idx = i;
13676                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
13677                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
13678                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
13679                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
13680                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
13681                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
13682
13683                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
13684                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
13685
13686                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
13687                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
13688                             poke->insn_idx >= subprog_start)
13689                                 poke->aux = func[i]->aux;
13690                 }
13691
13692                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
13693                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13694                 func[i]->jit_requested = 1;
13695                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
13696                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
13697                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
13698                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
13699                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13700                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
13701                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
13702                 num_exentries = 0;
13703                 insn = func[i]->insnsi;
13704                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13705                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
13706                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
13707                                 num_exentries++;
13708                 }
13709                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
13710                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
13711                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13712                 if (!func[i]->jited) {
13713                         err = -ENOTSUPP;
13714                         goto out_free;
13715                 }
13716                 cond_resched();
13717         }
13718
13719         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
13720          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
13721          * run last pass of JIT
13722          */
13723         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13724                 insn = func[i]->insnsi;
13725                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13726                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13727                                 subprog = insn->off;
13728                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
13729                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
13730                                 continue;
13731                         }
13732                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
13733                                 continue;
13734                         subprog = insn->off;
13735                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
13736                 }
13737
13738                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
13739                  * of the JITed images for each function in the program
13740                  *
13741                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
13742                  * might not be large enough to hold the offset of the start
13743                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
13744                  *
13745                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
13746                  * by using its subprog id, available from the off field of
13747                  * the call instruction, as an index for this list
13748                  */
13749                 func[i]->aux->func = func;
13750                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13751         }
13752         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13753                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
13754                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13755                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
13756                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
13757                         err = -ENOTSUPP;
13758                         goto out_free;
13759                 }
13760                 cond_resched();
13761         }
13762
13763         /* finally lock prog and jit images for all functions and
13764          * populate kallsysm
13765          */
13766         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13767                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
13768                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
13769         }
13770
13771         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
13772          * prog consistent for later dump requests, so they can
13773          * later look the same as if they were interpreted only.
13774          */
13775         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13776                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13777                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13778                         insn[1].imm = insn->off;
13779                         insn->off = 0;
13780                         continue;
13781                 }
13782                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13783                         continue;
13784                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13785                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
13786                 insn->imm = subprog;
13787         }
13788
13789         prog->jited = 1;
13790         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
13791         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
13792         prog->aux->func = func;
13793         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13794         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13795         return 0;
13796 out_free:
13797         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
13798          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
13799          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
13800          */
13801         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13802                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13803                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
13804         }
13805         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
13806          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
13807          * released with the main prog.
13808          */
13809         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13810                 if (!func[i])
13811                         continue;
13812                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
13813                 bpf_jit_free(func[i]);
13814         }
13815         kfree(func);
13816 out_undo_insn:
13817         /* cleanup main prog to be interpreted */
13818         prog->jit_requested = 0;
13819         prog->blinding_requested = 0;
13820         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13821                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13822                         continue;
13823                 insn->off = 0;
13824                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13825         }
13826         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13827         return err;
13828 }
13829
13830 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
13831 {
13832 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13833         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13834         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13835         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
13836         int i, depth;
13837 #endif
13838         int err = 0;
13839
13840         if (env->prog->jit_requested &&
13841             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13842                 err = jit_subprogs(env);
13843                 if (err == 0)
13844                         return 0;
13845                 if (err == -EFAULT)
13846                         return err;
13847         }
13848 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13849         if (has_kfunc_call) {
13850                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
13851                 return -EINVAL;
13852         }
13853         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
13854                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
13855                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13856                  */
13857                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
13858                 return -EINVAL;
13859         }
13860         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
13861                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13862                         /* When JIT fails the progs with callback calls
13863                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13864                          */
13865                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
13866                         return -EINVAL;
13867                 }
13868
13869                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13870                         continue;
13871                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
13872                 if (depth < 0)
13873                         return depth;
13874                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
13875         }
13876         err = 0;
13877 #endif
13878         return err;
13879 }
13880
13881 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
13882                             struct bpf_insn *insn)
13883 {
13884         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
13885
13886         if (!insn->imm) {
13887                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
13888                 return -EINVAL;
13889         }
13890
13891         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
13892          * an address (relative to __bpf_base_call).
13893          */
13894         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
13895         if (!desc) {
13896                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
13897                         insn->imm);
13898                 return -EFAULT;
13899         }
13900
13901         insn->imm = desc->imm;
13902
13903         return 0;
13904 }
13905
13906 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
13907  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
13908  */
13909 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
13910 {
13911         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13912         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
13913         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
13914         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13915         const struct bpf_func_proto *fn;
13916         const int insn_cnt = prog->len;
13917         const struct bpf_map_ops *ops;
13918         struct bpf_insn_aux_data *aux;
13919         struct bpf_insn insn_buf[16];
13920         struct bpf_prog *new_prog;
13921         struct bpf_map *map_ptr;
13922         int i, ret, cnt, delta = 0;
13923
13924         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13925                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
13926                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
13927                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
13928                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
13929                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
13930                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
13931                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
13932                         struct bpf_insn *patchlet;
13933                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
13934                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
13935                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13936                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
13937                                              0, 2, 0),
13938                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13939                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13940                                 *insn,
13941                         };
13942                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
13943                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
13944                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13945                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
13946                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
13947                                 *insn,
13948                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13949                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13950                         };
13951
13952                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
13953                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
13954                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
13955
13956                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
13957                         if (!new_prog)
13958                                 return -ENOMEM;
13959
13960                         delta    += cnt - 1;
13961                         env->prog = prog = new_prog;
13962                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13963                         continue;
13964                 }
13965
13966                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
13967                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
13968                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
13969                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
13970                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
13971                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13972                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13973                                 return -EINVAL;
13974                         }
13975
13976                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13977                         if (!new_prog)
13978                                 return -ENOMEM;
13979
13980                         delta    += cnt - 1;
13981                         env->prog = prog = new_prog;
13982                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13983                         continue;
13984                 }
13985
13986                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
13987                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
13988                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
13989                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
13990                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
13991                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
13992                         bool issrc, isneg, isimm;
13993                         u32 off_reg;
13994
13995                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13996                         if (!aux->alu_state ||
13997                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
13998                                 continue;
13999
14000                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
14001                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
14002                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
14003                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
14004
14005                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
14006                         if (isimm) {
14007                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
14008                         } else {
14009                                 if (isneg)
14010                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
14011                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
14012                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
14013                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
14014                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
14015                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
14016                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
14017                         }
14018                         if (!issrc)
14019                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
14020                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
14021                         if (isneg)
14022                                 insn->code = insn->code == code_add ?
14023                                              code_sub : code_add;
14024                         *patch++ = *insn;
14025                         if (issrc && isneg && !isimm)
14026                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
14027                         cnt = patch - insn_buf;
14028
14029                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14030                         if (!new_prog)
14031                                 return -ENOMEM;
14032
14033                         delta    += cnt - 1;
14034                         env->prog = prog = new_prog;
14035                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14036                         continue;
14037                 }
14038
14039                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
14040                         continue;
14041                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
14042                         continue;
14043                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14044                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
14045                         if (ret)
14046                                 return ret;
14047                         continue;
14048                 }
14049
14050                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
14051                         prog->dst_needed = 1;
14052                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
14053                         bpf_user_rnd_init_once();
14054                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
14055                         prog->kprobe_override = 1;
14056                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
14057                         /* If we tail call into other programs, we
14058                          * cannot make any assumptions since they can
14059                          * be replaced dynamically during runtime in
14060                          * the program array.
14061                          */
14062                         prog->cb_access = 1;
14063                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
14064                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
14065                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
14066
14067                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
14068                          * conditional branch in the interpreter for every normal
14069                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
14070                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
14071                          */
14072                         insn->imm = 0;
14073                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
14074
14075                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14076                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
14077                             prog->jit_requested &&
14078                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
14079                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
14080                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
14081                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
14082                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
14083                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
14084                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
14085                                         .insn_idx = i + delta,
14086                                 };
14087
14088                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
14089                                 if (ret < 0) {
14090                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
14091                                         return ret;
14092                                 }
14093
14094                                 insn->imm = ret + 1;
14095                                 continue;
14096                         }
14097
14098                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
14099                                 continue;
14100
14101                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
14102                          * emit two extra insns:
14103                          * if (index >= max_entries) goto out;
14104                          * index &= array->index_mask;
14105                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
14106                          */
14107                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
14108                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
14109                                 return -EINVAL;
14110                         }
14111
14112                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14113                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
14114                                                   map_ptr->max_entries, 2);
14115                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
14116                                                     container_of(map_ptr,
14117                                                                  struct bpf_array,
14118                                                                  map)->index_mask);
14119                         insn_buf[2] = *insn;
14120                         cnt = 3;
14121                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14122                         if (!new_prog)
14123                                 return -ENOMEM;
14124
14125                         delta    += cnt - 1;
14126                         env->prog = prog = new_prog;
14127                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14128                         continue;
14129                 }
14130
14131                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
14132                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
14133                          * with different maps and the register states prepared by
14134                          * set_timer_callback_state will be accurate.
14135                          *
14136                          * The following use case is valid:
14137                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
14138                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
14139                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
14140                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
14141                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
14142                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
14143                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
14144                          */
14145                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
14146                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
14147                         };
14148
14149                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
14150                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
14151                         insn_buf[2] = *insn;
14152                         cnt = 3;
14153
14154                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14155                         if (!new_prog)
14156                                 return -ENOMEM;
14157
14158                         delta    += cnt - 1;
14159                         env->prog = prog = new_prog;
14160                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14161                         goto patch_call_imm;
14162                 }
14163
14164                 if (insn->imm == BPF_FUNC_task_storage_get ||
14165                     insn->imm == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
14166                     insn->imm == BPF_FUNC_inode_storage_get) {
14167                         if (env->prog->aux->sleepable)
14168                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
14169                         else
14170                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
14171                         insn_buf[1] = *insn;
14172                         cnt = 2;
14173
14174                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14175                         if (!new_prog)
14176                                 return -ENOMEM;
14177
14178                         delta += cnt - 1;
14179                         env->prog = prog = new_prog;
14180                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
14181                         goto patch_call_imm;
14182                 }
14183
14184                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
14185                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
14186                  * only.
14187                  */
14188                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14189                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
14190                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
14191                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
14192                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
14193                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
14194                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
14195                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
14196                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
14197                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
14198                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14199                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
14200                                 goto patch_call_imm;
14201
14202                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14203                         ops = map_ptr->ops;
14204                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
14205                             ops->map_gen_lookup) {
14206                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
14207                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
14208                                         goto patch_map_ops_generic;
14209                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14210                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14211                                         return -EINVAL;
14212                                 }
14213
14214                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
14215                                                                insn_buf, cnt);
14216                                 if (!new_prog)
14217                                         return -ENOMEM;
14218
14219                                 delta    += cnt - 1;
14220                                 env->prog = prog = new_prog;
14221                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14222                                 continue;
14223                         }
14224
14225                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
14226                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14227                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
14228                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14229                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
14230                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
14231                                               u64 flags))NULL));
14232                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
14233                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
14234                                               u64 flags))NULL));
14235                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
14236                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14237                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
14238                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14239                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
14240                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
14241                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
14242                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
14243                                               bpf_callback_t callback_fn,
14244                                               void *callback_ctx,
14245                                               u64 flags))NULL));
14246                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
14247                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
14248
14249 patch_map_ops_generic:
14250                         switch (insn->imm) {
14251                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
14252                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
14253                                 continue;
14254                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
14255                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
14256                                 continue;
14257                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
14258                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
14259                                 continue;
14260                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
14261                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
14262                                 continue;
14263                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
14264                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
14265                                 continue;
14266                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
14267                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
14268                                 continue;
14269                         case BPF_FUNC_redirect_map:
14270                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
14271                                 continue;
14272                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
14273                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
14274                                 continue;
14275                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
14276                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
14277                                 continue;
14278                         }
14279
14280                         goto patch_call_imm;
14281                 }
14282
14283                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
14284                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14285                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
14286                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
14287                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
14288                                              (unsigned long)&jiffies),
14289                         };
14290
14291                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
14292                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
14293                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
14294                                                   BPF_REG_0, 0);
14295                         cnt = 3;
14296
14297                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
14298                                                        cnt);
14299                         if (!new_prog)
14300                                 return -ENOMEM;
14301
14302                         delta    += cnt - 1;
14303                         env->prog = prog = new_prog;
14304                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14305                         continue;
14306                 }
14307
14308                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
14309                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14310                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
14311                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14312                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14313                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
14314                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
14315                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
14316                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
14317                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14318                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14319                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
14320                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
14321                         cnt = 9;
14322
14323                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14324                         if (!new_prog)
14325                                 return -ENOMEM;
14326
14327                         delta    += cnt - 1;
14328                         env->prog = prog = new_prog;
14329                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14330                         continue;
14331                 }
14332
14333                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
14334                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14335                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
14336                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
14337                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
14338                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
14339                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14340                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
14341                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
14342                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14343                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
14344                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14345                                 cnt = 6;
14346                         } else {
14347                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
14348                                 cnt = 1;
14349                         }
14350
14351                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14352                         if (!new_prog)
14353                                 return -ENOMEM;
14354
14355                         delta    += cnt - 1;
14356                         env->prog = prog = new_prog;
14357                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14358                         continue;
14359                 }
14360
14361                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
14362                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14363                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
14364                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14365                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14366
14367                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14368                         if (!new_prog)
14369                                 return -ENOMEM;
14370
14371                         env->prog = prog = new_prog;
14372                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14373                         continue;
14374                 }
14375
14376                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
14377                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14378                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
14379                         /* Load IP address from ctx - 16 */
14380                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
14381
14382                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14383                         if (!new_prog)
14384                                 return -ENOMEM;
14385
14386                         env->prog = prog = new_prog;
14387                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14388                         continue;
14389                 }
14390
14391 patch_call_imm:
14392                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
14393                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
14394                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
14395                  */
14396                 if (!fn->func) {
14397                         verbose(env,
14398                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
14399                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
14400                         return -EFAULT;
14401                 }
14402                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
14403         }
14404
14405         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
14406         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
14407                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
14408                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
14409                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
14410                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
14411                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14412                         return -EINVAL;
14413                 }
14414
14415                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
14416                 if (ret < 0) {
14417                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
14418                         return ret;
14419                 }
14420         }
14421
14422         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
14423
14424         return 0;
14425 }
14426
14427 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
14428                                         int position,
14429                                         s32 stack_base,
14430                                         u32 callback_subprogno,
14431                                         u32 *cnt)
14432 {
14433         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
14434         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
14435         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
14436         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
14437         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
14438         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
14439
14440         struct bpf_prog *new_prog;
14441         u32 callback_start;
14442         u32 call_insn_offset;
14443         s32 callback_offset;
14444
14445         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
14446          * be careful to modify this code in sync.
14447          */
14448         struct bpf_insn insn_buf[] = {
14449                 /* Return error and jump to the end of the patch if
14450                  * expected number of iterations is too big.
14451                  */
14452                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
14453                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
14454                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
14455                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
14456                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
14457                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
14458                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
14459                 /* initialize loop vars */
14460                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
14461                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
14462                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
14463                 /* loop header,
14464                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
14465                  */
14466                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
14467                 /* callback call,
14468                  * correct callback offset would be set after patching
14469                  */
14470                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
14471                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
14472                 BPF_CALL_REL(0),
14473                 /* increment loop counter */
14474                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
14475                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
14476                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
14477                 /* return value of bpf_loop,
14478                  * set R0 to the number of iterations
14479                  */
14480                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
14481                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
14482                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
14483                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
14484                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
14485         };
14486
14487         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
14488         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
14489         if (!new_prog)
14490                 return new_prog;
14491
14492         /* callback start is known only after patching */
14493         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
14494         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
14495         call_insn_offset = position + 12;
14496         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
14497         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
14498
14499         return new_prog;
14500 }
14501
14502 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
14503 {
14504         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
14505                 insn->src_reg == 0 &&
14506                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
14507 }
14508
14509 /* For all sub-programs in the program (including main) check
14510  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
14511  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
14512  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
14513  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
14514  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
14515  * registers are used to store the loop bound, counter and context
14516  * variables.
14517  */
14518 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
14519 {
14520         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
14521         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
14522         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14523         int insn_cnt = env->prog->len;
14524         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
14525         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
14526         u16 stack_depth_extra = 0;
14527
14528         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14529                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
14530                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
14531
14532                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
14533                         struct bpf_prog *new_prog;
14534
14535                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
14536                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
14537                                                    i + delta,
14538                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
14539                                                    inline_state->callback_subprogno,
14540                                                    &cnt);
14541                         if (!new_prog)
14542                                 return -ENOMEM;
14543
14544                         delta     += cnt - 1;
14545                         env->prog  = new_prog;
14546                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
14547                 }
14548
14549                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
14550                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
14551                         cur_subprog++;
14552                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
14553                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
14554                         stack_depth_extra = 0;
14555                 }
14556         }
14557
14558         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14559
14560         return 0;
14561 }
14562
14563 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
14564 {
14565         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
14566         int i;
14567
14568         sl = env->free_list;
14569         while (sl) {
14570                 sln = sl->next;
14571                 free_verifier_state(&sl->state, false);
14572                 kfree(sl);
14573                 sl = sln;
14574         }
14575         env->free_list = NULL;
14576
14577         if (!env->explored_states)
14578                 return;
14579
14580         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
14581                 sl = env->explored_states[i];
14582
14583                 while (sl) {
14584                         sln = sl->next;
14585                         free_verifier_state(&sl->state, false);
14586                         kfree(sl);
14587                         sl = sln;
14588                 }
14589                 env->explored_states[i] = NULL;
14590         }
14591 }
14592
14593 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
14594 {
14595         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
14596         struct bpf_verifier_state *state;
14597         struct bpf_reg_state *regs;
14598         int ret, i;
14599
14600         env->prev_linfo = NULL;
14601         env->pass_cnt++;
14602
14603         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
14604         if (!state)
14605                 return -ENOMEM;
14606         state->curframe = 0;
14607         state->speculative = false;
14608         state->branches = 1;
14609         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
14610         if (!state->frame[0]) {
14611                 kfree(state);
14612                 return -ENOMEM;
14613         }
14614         env->cur_state = state;
14615         init_func_state(env, state->frame[0],
14616                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
14617                         0 /* frameno */,
14618                         subprog);
14619
14620         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
14621         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14622                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
14623                 if (ret)
14624                         goto out;
14625                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
14626                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
14627                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14628                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
14629                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
14630                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
14631                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
14632
14633                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14634                                 regs[i].mem_size = mem_size;
14635                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
14636                         }
14637                 }
14638         } else {
14639                 /* 1st arg to a function */
14640                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
14641                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
14642                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
14643                 if (ret == -EFAULT)
14644                         /* unlikely verifier bug. abort.
14645                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
14646                          * main() function due to backward compatibility.
14647                          * Like socket filter program may be written as:
14648                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
14649                          * and never dereference that ctx in the program.
14650                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
14651                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
14652                          */
14653                         goto out;
14654         }
14655
14656         ret = do_check(env);
14657 out:
14658         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
14659          * do_check() under memory pressure.
14660          */
14661         if (env->cur_state) {
14662                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
14663                 env->cur_state = NULL;
14664         }
14665         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
14666         if (!ret && pop_log)
14667                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
14668         free_states(env);
14669         return ret;
14670 }
14671
14672 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
14673  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
14674  * Consider:
14675  * int bar(int);
14676  * int foo(int f)
14677  * {
14678  *    return bar(f);
14679  * }
14680  * int bar(int b)
14681  * {
14682  *    ...
14683  * }
14684  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
14685  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
14686  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
14687  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
14688  */
14689 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
14690 {
14691         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14692         int i, ret;
14693
14694         if (!aux->func_info)
14695                 return 0;
14696
14697         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14698                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
14699                         continue;
14700                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
14701                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
14702                 ret = do_check_common(env, i);
14703                 if (ret) {
14704                         return ret;
14705                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
14706                         verbose(env,
14707                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
14708                                 i);
14709                 }
14710         }
14711         return 0;
14712 }
14713
14714 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
14715 {
14716         int ret;
14717
14718         env->insn_idx = 0;
14719         ret = do_check_common(env, 0);
14720         if (!ret)
14721                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14722         return ret;
14723 }
14724
14725
14726 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
14727 {
14728         int i;
14729
14730         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
14731                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
14732                         div_u64(env->verification_time, 1000));
14733                 verbose(env, "stack depth ");
14734                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
14735                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
14736
14737                         verbose(env, "%d", depth);
14738                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
14739                                 verbose(env, "+");
14740                 }
14741                 verbose(env, "\n");
14742         }
14743         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
14744                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
14745                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
14746                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
14747                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
14748 }
14749
14750 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14751 {
14752         const struct btf_type *t, *func_proto;
14753         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
14754         const struct btf_member *member;
14755         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14756         u32 btf_id, member_idx;
14757         const char *mname;
14758
14759         if (!prog->gpl_compatible) {
14760                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
14761                 return -EINVAL;
14762         }
14763
14764         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14765         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
14766         if (!st_ops) {
14767                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
14768                         btf_id);
14769                 return -ENOTSUPP;
14770         }
14771
14772         t = st_ops->type;
14773         member_idx = prog->expected_attach_type;
14774         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
14775                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
14776                         member_idx, st_ops->name);
14777                 return -EINVAL;
14778         }
14779
14780         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
14781         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
14782         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
14783                                                NULL);
14784         if (!func_proto) {
14785                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
14786                         mname, member_idx, st_ops->name);
14787                 return -EINVAL;
14788         }
14789
14790         if (st_ops->check_member) {
14791                 int err = st_ops->check_member(t, member);
14792
14793                 if (err) {
14794                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
14795                                 mname, st_ops->name);
14796                         return err;
14797                 }
14798         }
14799
14800         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
14801         prog->aux->attach_func_name = mname;
14802         env->ops = st_ops->verifier_ops;
14803
14804         return 0;
14805 }
14806 #define SECURITY_PREFIX "security_"
14807
14808 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
14809 {
14810         if (within_error_injection_list(addr) ||
14811             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
14812                 return 0;
14813
14814         return -EINVAL;
14815 }
14816
14817 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
14818  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
14819  */
14820 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
14821 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
14822  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
14823  */
14824 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
14825 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
14826 BTF_ID(func, should_failslab)
14827 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
14828
14829 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
14830 {
14831         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
14832 }
14833
14834 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
14835                             const struct bpf_prog *prog,
14836                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
14837                             u32 btf_id,
14838                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
14839 {
14840         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
14841         const char prefix[] = "btf_trace_";
14842         int ret = 0, subprog = -1, i;
14843         const struct btf_type *t;
14844         bool conservative = true;
14845         const char *tname;
14846         struct btf *btf;
14847         long addr = 0;
14848
14849         if (!btf_id) {
14850                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
14851                 return -EINVAL;
14852         }
14853         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
14854         if (!btf) {
14855                 bpf_log(log,
14856                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
14857                 return -EINVAL;
14858         }
14859         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
14860         if (!t) {
14861                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
14862                 return -EINVAL;
14863         }
14864         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14865         if (!tname) {
14866                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
14867                 return -EINVAL;
14868         }
14869         if (tgt_prog) {
14870                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
14871
14872                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
14873                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
14874                                 subprog = i;
14875                                 break;
14876                         }
14877                 if (subprog == -1) {
14878                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
14879                         return -EINVAL;
14880                 }
14881                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
14882                 if (prog_extension) {
14883                         if (conservative) {
14884                                 bpf_log(log,
14885                                         "Cannot replace static functions\n");
14886                                 return -EINVAL;
14887                         }
14888                         if (!prog->jit_requested) {
14889                                 bpf_log(log,
14890                                         "Extension programs should be JITed\n");
14891                                 return -EINVAL;
14892                         }
14893                 }
14894                 if (!tgt_prog->jited) {
14895                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
14896                         return -EINVAL;
14897                 }
14898                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
14899                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
14900                          * Cannot attach program extension to another extension.
14901                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
14902                          */
14903                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
14904                         return -EINVAL;
14905                 }
14906                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14907                     prog_extension &&
14908                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
14909                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
14910                         /* Program extensions can extend all program types
14911                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
14912                          * The fentry/fexit programs are used for performance
14913                          * analysis, stats and can be attached to any program
14914                          * type except themselves. When extension program is
14915                          * replacing XDP function it is necessary to allow
14916                          * performance analysis of all functions. Both original
14917                          * XDP program and its program extension. Hence
14918                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
14919                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
14920                          * would be possible to create long call chain
14921                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
14922                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
14923                          * allowed.
14924                          */
14925                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
14926                         return -EINVAL;
14927                 }
14928         } else {
14929                 if (prog_extension) {
14930                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
14931                         return -EINVAL;
14932                 }
14933         }
14934
14935         switch (prog->expected_attach_type) {
14936         case BPF_TRACE_RAW_TP:
14937                 if (tgt_prog) {
14938                         bpf_log(log,
14939                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
14940                         return -EINVAL;
14941                 }
14942                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
14943                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
14944                                 btf_id);
14945                         return -EINVAL;
14946                 }
14947                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
14948                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
14949                                 btf_id, tname);
14950                         return -EINVAL;
14951                 }
14952                 tname += sizeof(prefix) - 1;
14953                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14954                 if (!btf_type_is_ptr(t))
14955                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14956                         return -EINVAL;
14957                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14958                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14959                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14960                         return -EINVAL;
14961
14962                 break;
14963         case BPF_TRACE_ITER:
14964                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14965                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14966                                 btf_id);
14967                         return -EINVAL;
14968                 }
14969                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14970                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14971                         return -EINVAL;
14972                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14973                 if (ret)
14974                         return ret;
14975                 break;
14976         default:
14977                 if (!prog_extension)
14978                         return -EINVAL;
14979                 fallthrough;
14980         case BPF_MODIFY_RETURN:
14981         case BPF_LSM_MAC:
14982         case BPF_LSM_CGROUP:
14983         case BPF_TRACE_FENTRY:
14984         case BPF_TRACE_FEXIT:
14985                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14986                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14987                                 btf_id);
14988                         return -EINVAL;
14989                 }
14990                 if (prog_extension &&
14991                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
14992                         return -EINVAL;
14993                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14994                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14995                         return -EINVAL;
14996
14997                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
14998                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
14999                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
15000                         return -EINVAL;
15001
15002                 if (tgt_prog && conservative)
15003                         t = NULL;
15004
15005                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
15006                 if (ret < 0)
15007                         return ret;
15008
15009                 if (tgt_prog) {
15010                         if (subprog == 0)
15011                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
15012                         else
15013                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
15014                 } else {
15015                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
15016                         if (!addr) {
15017                                 bpf_log(log,
15018                                         "The address of function %s cannot be found\n",
15019                                         tname);
15020                                 return -ENOENT;
15021                         }
15022                 }
15023
15024                 if (prog->aux->sleepable) {
15025                         ret = -EINVAL;
15026                         switch (prog->type) {
15027                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15028                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
15029                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
15030                                  */
15031                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
15032                                     within_error_injection_list(addr))
15033                                         ret = 0;
15034                                 break;
15035                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15036                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
15037                                  * Only some of them are sleepable.
15038                                  */
15039                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
15040                                         ret = 0;
15041                                 break;
15042                         default:
15043                                 break;
15044                         }
15045                         if (ret) {
15046                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
15047                                 return ret;
15048                         }
15049                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
15050                         if (tgt_prog) {
15051                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
15052                                 return -EINVAL;
15053                         }
15054                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
15055                         if (ret) {
15056                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
15057                                 return ret;
15058                         }
15059                 }
15060
15061                 break;
15062         }
15063         tgt_info->tgt_addr = addr;
15064         tgt_info->tgt_name = tname;
15065         tgt_info->tgt_type = t;
15066         return 0;
15067 }
15068
15069 BTF_SET_START(btf_id_deny)
15070 BTF_ID_UNUSED
15071 #ifdef CONFIG_SMP
15072 BTF_ID(func, migrate_disable)
15073 BTF_ID(func, migrate_enable)
15074 #endif
15075 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
15076 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
15077 #endif
15078 BTF_SET_END(btf_id_deny)
15079
15080 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
15081 {
15082         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15083         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
15084         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
15085         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
15086         struct bpf_trampoline *tr;
15087         int ret;
15088         u64 key;
15089
15090         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
15091                 if (prog->aux->sleepable)
15092                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
15093                         return 0;
15094                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
15095                 return -EINVAL;
15096         }
15097
15098         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15099             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
15100                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
15101                 return -EINVAL;
15102         }
15103
15104         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
15105                 return check_struct_ops_btf_id(env);
15106
15107         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15108             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15109             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
15110                 return 0;
15111
15112         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
15113         if (ret)
15114                 return ret;
15115
15116         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
15117                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
15118                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
15119                  * verification
15120                  */
15121                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
15122                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
15123         }
15124
15125         /* store info about the attachment target that will be used later */
15126         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
15127         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
15128
15129         if (tgt_prog) {
15130                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
15131                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
15132         }
15133
15134         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
15135                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
15136                 return 0;
15137         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
15138                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
15139                         return -EINVAL;
15140                 return 0;
15141         }
15142
15143         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
15144                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
15145                 if (ret < 0)
15146                         return ret;
15147         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15148                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
15149                 return -EINVAL;
15150         }
15151
15152         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
15153         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
15154         if (!tr)
15155                 return -ENOMEM;
15156
15157         prog->aux->dst_trampoline = tr;
15158         return 0;
15159 }
15160
15161 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
15162 {
15163         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
15164                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
15165                 if (!btf_vmlinux)
15166                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
15167                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15168         }
15169         return btf_vmlinux;
15170 }
15171
15172 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
15173 {
15174         u64 start_time = ktime_get_ns();
15175         struct bpf_verifier_env *env;
15176         struct bpf_verifier_log *log;
15177         int i, len, ret = -EINVAL;
15178         bool is_priv;
15179
15180         /* no program is valid */
15181         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
15182                 return -EINVAL;
15183
15184         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
15185          * allocate/free it every time bpf_check() is called
15186          */
15187         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
15188         if (!env)
15189                 return -ENOMEM;
15190         log = &env->log;
15191
15192         len = (*prog)->len;
15193         env->insn_aux_data =
15194                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
15195         ret = -ENOMEM;
15196         if (!env->insn_aux_data)
15197                 goto err_free_env;
15198         for (i = 0; i < len; i++)
15199                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
15200         env->prog = *prog;
15201         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
15202         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
15203         is_priv = bpf_capable();
15204
15205         bpf_get_btf_vmlinux();
15206
15207         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
15208         if (!is_priv)
15209                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
15210
15211         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
15212                 /* user requested verbose verifier output
15213                  * and supplied buffer to store the verification trace
15214                  */
15215                 log->level = attr->log_level;
15216                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
15217                 log->len_total = attr->log_size;
15218
15219                 /* log attributes have to be sane */
15220                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
15221                         ret = -EINVAL;
15222                         goto err_unlock;
15223                 }
15224         }
15225
15226         mark_verifier_state_clean(env);
15227
15228         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
15229                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
15230                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
15231                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
15232                 goto skip_full_check;
15233         }
15234
15235         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
15236         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
15237                 env->strict_alignment = true;
15238         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
15239                 env->strict_alignment = false;
15240
15241         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
15242         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
15243         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
15244         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
15245         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
15246         env->bpf_capable = bpf_capable();
15247
15248         if (is_priv)
15249                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
15250
15251         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
15252                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
15253                                        GFP_USER);
15254         ret = -ENOMEM;
15255         if (!env->explored_states)
15256                 goto skip_full_check;
15257
15258         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
15259         if (ret < 0)
15260                 goto skip_full_check;
15261
15262         ret = check_subprogs(env);
15263         if (ret < 0)
15264                 goto skip_full_check;
15265
15266         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
15267         if (ret < 0)
15268                 goto skip_full_check;
15269
15270         ret = check_attach_btf_id(env);
15271         if (ret)
15272                 goto skip_full_check;
15273
15274         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
15275         if (ret < 0)
15276                 goto skip_full_check;
15277
15278         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15279                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
15280                 if (ret)
15281                         goto skip_full_check;
15282         }
15283
15284         ret = check_cfg(env);
15285         if (ret < 0)
15286                 goto skip_full_check;
15287
15288         ret = do_check_subprogs(env);
15289         ret = ret ?: do_check_main(env);
15290
15291         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15292                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
15293
15294 skip_full_check:
15295         kvfree(env->explored_states);
15296
15297         if (ret == 0)
15298                 ret = check_max_stack_depth(env);
15299
15300         /* instruction rewrites happen after this point */
15301         if (ret == 0)
15302                 ret = optimize_bpf_loop(env);
15303
15304         if (is_priv) {
15305                 if (ret == 0)
15306                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
15307                 if (ret == 0)
15308                         ret = opt_remove_dead_code(env);
15309                 if (ret == 0)
15310                         ret = opt_remove_nops(env);
15311         } else {
15312                 if (ret == 0)
15313                         sanitize_dead_code(env);
15314         }
15315
15316         if (ret == 0)
15317                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
15318                 ret = convert_ctx_accesses(env);
15319
15320         if (ret == 0)
15321                 ret = do_misc_fixups(env);
15322
15323         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
15324          * insns could be handled correctly.
15325          */
15326         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15327                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
15328                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
15329                                                                      : false;
15330         }
15331
15332         if (ret == 0)
15333                 ret = fixup_call_args(env);
15334
15335         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
15336         print_verification_stats(env);
15337         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
15338
15339         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
15340                 ret = -ENOSPC;
15341         if (log->level && !log->ubuf) {
15342                 ret = -EFAULT;
15343                 goto err_release_maps;
15344         }
15345
15346         if (ret)
15347                 goto err_release_maps;
15348
15349         if (env->used_map_cnt) {
15350                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
15351                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
15352                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
15353                                                           GFP_KERNEL);
15354
15355                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
15356                         ret = -ENOMEM;
15357                         goto err_release_maps;
15358                 }
15359
15360                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
15361                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
15362                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
15363         }
15364         if (env->used_btf_cnt) {
15365                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
15366                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
15367                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
15368                                                           GFP_KERNEL);
15369                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
15370                         ret = -ENOMEM;
15371                         goto err_release_maps;
15372                 }
15373
15374                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
15375                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
15376                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
15377         }
15378         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
15379                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
15380                  * bpf_ld_imm64 instructions
15381                  */
15382                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
15383         }
15384
15385         adjust_btf_func(env);
15386
15387 err_release_maps:
15388         if (!env->prog->aux->used_maps)
15389                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
15390                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
15391                  */
15392                 release_maps(env);
15393         if (!env->prog->aux->used_btfs)
15394                 release_btfs(env);
15395
15396         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
15397            for verification purposes, so set it back to zero before returning
15398          */
15399         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
15400                 env->prog->expected_attach_type = 0;
15401
15402         *prog = env->prog;
15403 err_unlock:
15404         if (!is_priv)
15405                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15406         vfree(env->insn_aux_data);
15407 err_free_env:
15408         kfree(env);
15409         return ret;
15410 }