bpf: Fix an incorrect verification success with movsx insn
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/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 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <net/xdp.h>
30
31 #include "disasm.h"
32
33 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
34 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
35         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
36 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
37 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
38 #include <linux/bpf_types.h>
39 #undef BPF_PROG_TYPE
40 #undef BPF_MAP_TYPE
41 #undef BPF_LINK_TYPE
42 };
43
44 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
45  * instruction by instruction and updates register/stack state.
46  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
47  *
48  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
49  * It rejects the following programs:
50  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
51  * - if loop is present (detected via back-edge)
52  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
53  * - out of bounds or malformed jumps
54  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
55  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
56  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
57  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
58  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
59  *
60  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
61  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
62  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
63  * copied to R1.
64  *
65  * All registers are 64-bit.
66  * R0 - return register
67  * R1-R5 argument passing registers
68  * R6-R9 callee saved registers
69  * R10 - frame pointer read-only
70  *
71  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
72  * and has type PTR_TO_CTX.
73  *
74  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
75  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
76  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
77  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
78  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
79  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
80  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
81  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
82  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
83  *
84  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
85  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
86  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
87  *
88  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
89  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
90  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
91  *
92  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
93  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
94  *
95  * registers used to pass values to function calls are checked against
96  * function argument constraints.
97  *
98  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
99  * It means that the register type passed to this function must be
100  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
101  * 'pointer to map element key'
102  *
103  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
104  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
105  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
106  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
107  *
108  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
109  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
110  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
111  * the helper function as a pointer to map element key.
112  *
113  * On the kernel side the helper function looks like:
114  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
115  * {
116  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
117  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
118  *    void *value;
119  *
120  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
121  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
122  *    the stack of eBPF program.
123  * }
124  *
125  * Corresponding eBPF program may look like:
126  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
127  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
128  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
129  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
130  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
131  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
132  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
133  *
134  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
135  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
136  * and were initialized prior to this call.
137  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
138  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
139  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
140  * returns either pointer to map value or NULL.
141  *
142  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
143  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
144  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
145  * branch. See check_cond_jmp_op().
146  *
147  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
148  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
149  *
150  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
151  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
152  * the BPF program:
153  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
154  *
155  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
156  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
157  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
158  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
159  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
160  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
161  *
162  * For each helper function that allocates a reference, such as
163  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
164  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
165  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
166  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
167  */
168
169 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
170 struct bpf_verifier_stack_elem {
171         /* verifer state is 'st'
172          * before processing instruction 'insn_idx'
173          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
174          */
175         struct bpf_verifier_state st;
176         int insn_idx;
177         int prev_insn_idx;
178         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
179         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
180         u32 log_pos;
181 };
182
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
184 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
185
186 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
187 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
188
189 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
190 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
191                                           POISON_POINTER_DELTA))
192 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
193
194 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
195 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
196 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
197 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
198 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
199                               struct bpf_reg_state *reg);
200 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
201                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
202 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
203
204 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
205 {
206         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
207 }
208
209 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
210 {
211         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
212 }
213
214 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
215                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
216 {
217         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
218         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
219         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
220                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
221 }
222
223 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
226 }
227
228 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
229 {
230         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
231 }
232
233 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
234 {
235         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
236 }
237
238 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
239 {
240         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
241
242         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
243                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
244 }
245
246 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
247 {
248         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
249                insn->src_reg == 0;
250 }
251
252 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
262 }
263
264 struct bpf_call_arg_meta {
265         struct bpf_map *map_ptr;
266         bool raw_mode;
267         bool pkt_access;
268         u8 release_regno;
269         int regno;
270         int access_size;
271         int mem_size;
272         u64 msize_max_value;
273         int ref_obj_id;
274         int dynptr_id;
275         int map_uid;
276         int func_id;
277         struct btf *btf;
278         u32 btf_id;
279         struct btf *ret_btf;
280         u32 ret_btf_id;
281         u32 subprogno;
282         struct btf_field *kptr_field;
283 };
284
285 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
286         /* In parameters */
287         struct btf *btf;
288         u32 func_id;
289         u32 kfunc_flags;
290         const struct btf_type *func_proto;
291         const char *func_name;
292         /* Out parameters */
293         u32 ref_obj_id;
294         u8 release_regno;
295         bool r0_rdonly;
296         u32 ret_btf_id;
297         u64 r0_size;
298         u32 subprogno;
299         struct {
300                 u64 value;
301                 bool found;
302         } arg_constant;
303
304         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
305          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
306          * verification logic
307          *   bpf_obj_drop
308          *     Record the local kptr type to be drop'd
309          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
310          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
311          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
312          *     fallible
313          */
314         struct btf *arg_btf;
315         u32 arg_btf_id;
316         bool arg_owning_ref;
317
318         struct {
319                 struct btf_field *field;
320         } arg_list_head;
321         struct {
322                 struct btf_field *field;
323         } arg_rbtree_root;
324         struct {
325                 enum bpf_dynptr_type type;
326                 u32 id;
327                 u32 ref_obj_id;
328         } initialized_dynptr;
329         struct {
330                 u8 spi;
331                 u8 frameno;
332         } iter;
333         u64 mem_size;
334 };
335
336 struct btf *btf_vmlinux;
337
338 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
339
340 static const struct bpf_line_info *
341 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
342 {
343         const struct bpf_line_info *linfo;
344         const struct bpf_prog *prog;
345         u32 i, nr_linfo;
346
347         prog = env->prog;
348         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
349
350         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
351                 return NULL;
352
353         linfo = prog->aux->linfo;
354         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
355                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
356                         break;
357
358         return &linfo[i - 1];
359 }
360
361 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
362 {
363         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         type = base_type(type);
431         return type == PTR_TO_PACKET ||
432                type == PTR_TO_PACKET_META;
433 }
434
435 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
436 {
437         return type == PTR_TO_SOCKET ||
438                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
439                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
440                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
441 }
442
443 static bool type_may_be_null(u32 type)
444 {
445         return type & PTR_MAYBE_NULL;
446 }
447
448 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
449 {
450         enum bpf_reg_type type;
451
452         type = reg->type;
453         if (type_may_be_null(type))
454                 return false;
455
456         type = base_type(type);
457         return type == PTR_TO_SOCKET ||
458                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
459                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
460                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
461                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
462                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
463                 type == PTR_TO_MEM;
464 }
465
466 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
467 {
468         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
469 }
470
471 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
472 {
473         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
474 }
475
476 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
477 {
478         struct btf_record *rec = NULL;
479         struct btf_struct_meta *meta;
480
481         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
482                 rec = reg->map_ptr->record;
483         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
484                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
485                 if (meta)
486                         rec = meta->record;
487         }
488         return rec;
489 }
490
491 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
492 {
493         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
494
495         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
496 }
497
498 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
499 {
500         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
501 }
502
503 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
504 {
505         return type & MEM_RDONLY;
506 }
507
508 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
509                                 const struct bpf_map *map)
510 {
511         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
512
513         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
515             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
516             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
517             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
518                 return true;
519
520         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
521             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
522              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
523                 return true;
524
525         return false;
526 }
527
528 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
529 {
530         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
538 }
539
540 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
541 {
542         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
543 }
544
545 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
546
547 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
548 {
549         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
550                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
551                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
552                func_id == BPF_FUNC_loop ||
553                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
554 }
555
556 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
557 {
558         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
559 }
560
561 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
562 {
563         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
566                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
567 }
568
569 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
570                                         const struct bpf_map *map)
571 {
572         int ref_obj_uses = 0;
573
574         if (is_ptr_cast_function(func_id))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_acquire_function(func_id, map))
577                 ref_obj_uses++;
578         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
579                 ref_obj_uses++;
580
581         return ref_obj_uses > 1;
582 }
583
584 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
585 {
586         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
587                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
588                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
589 }
590
591 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
592  *
593  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
594  * statement.
595  */
596 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
597                                 enum bpf_reg_type type)
598 {
599         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
600         static const char * const str[] = {
601                 [NOT_INIT]              = "?",
602                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
603                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
604                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
605                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
606                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
607                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
608                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
609                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
610                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
611                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
612                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
613                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
614                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
615                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
616                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
617                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
618                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
619                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
620                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
621                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
622         };
623
624         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
625                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
626                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
627                 else
628                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
629         }
630
631         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
632                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
633                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
634                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
635                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
636                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
637                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
638                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
639         );
640
641         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
642                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
643         return env->tmp_str_buf;
644 }
645
646 static char slot_type_char[] = {
647         [STACK_INVALID] = '?',
648         [STACK_SPILL]   = 'r',
649         [STACK_MISC]    = 'm',
650         [STACK_ZERO]    = '0',
651         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
652         [STACK_ITER]    = 'i',
653 };
654
655 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
656                            enum bpf_reg_liveness live)
657 {
658         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
659             verbose(env, "_");
660         if (live & REG_LIVE_READ)
661                 verbose(env, "r");
662         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
663                 verbose(env, "w");
664         if (live & REG_LIVE_DONE)
665                 verbose(env, "D");
666 }
667
668 static int __get_spi(s32 off)
669 {
670         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
671 }
672
673 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
674                                    const struct bpf_reg_state *reg)
675 {
676         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
677
678         return cur->frame[reg->frameno];
679 }
680
681 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
682 {
683        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
684
685        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
686         * within [0, allocated_stack).
687         *
688         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
689         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
690         * spi and the second slot will be at spi - 1.
691         */
692        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
693 }
694
695 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
696                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
697 {
698         int off, spi;
699
700         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
701                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
702                 return -EINVAL;
703         }
704
705         off = reg->off + reg->var_off.value;
706         if (off % BPF_REG_SIZE) {
707                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
708                 return -EINVAL;
709         }
710
711         spi = __get_spi(off);
712         if (spi + 1 < nr_slots) {
713                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
714                 return -EINVAL;
715         }
716
717         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
718                 return -ERANGE;
719         return spi;
720 }
721
722 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
723 {
724         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
725 }
726
727 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
728 {
729         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
730 }
731
732 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
733 {
734         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
735 }
736
737 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         switch (type) {
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
741                 return "local";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
743                 return "ringbuf";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
745                 return "skb";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
747                 return "xdp";
748         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
749                 return "<invalid>";
750         default:
751                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
752                 return "<unknown>";
753         }
754 }
755
756 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
757 {
758         if (!btf || btf_id == 0)
759                 return "<invalid>";
760
761         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
762         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
763 }
764
765 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
766 {
767         switch (state) {
768         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
769                 return "active";
770         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
771                 return "drained";
772         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
773                 return "<invalid>";
774         default:
775                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
776                 return "<unknown>";
777         }
778 }
779
780 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
781 {
782         env->scratched_regs |= 1U << regno;
783 }
784
785 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
786 {
787         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
788 }
789
790 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
791 {
792         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
793 }
794
795 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
796 {
797         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
798 }
799
800 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
801 {
802         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
803 }
804
805 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
806 {
807         env->scratched_regs = 0U;
808         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
809 }
810
811 /* Used for printing the entire verifier state. */
812 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
813 {
814         env->scratched_regs = ~0U;
815         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
816 }
817
818 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
819 {
820         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
821         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
823         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
825         case DYNPTR_TYPE_SKB:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
827         case DYNPTR_TYPE_XDP:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
829         default:
830                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
831         }
832 }
833
834 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
835 {
836         switch (type) {
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
838                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
840                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
842                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
843         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
844                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
845         default:
846                 return 0;
847         }
848 }
849
850 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
851 {
852         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
853 }
854
855 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
856                               enum bpf_dynptr_type type,
857                               bool first_slot, int dynptr_id);
858
859 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
860                                 struct bpf_reg_state *reg);
861
862 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
864                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
865                                    enum bpf_dynptr_type type)
866 {
867         int id = ++env->id_gen;
868
869         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
870         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
871 }
872
873 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
874                                struct bpf_reg_state *reg,
875                                enum bpf_dynptr_type type)
876 {
877         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
878 }
879
880 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
881                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
882
883 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
884                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
885 {
886         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
887         enum bpf_dynptr_type type;
888         int spi, i, err;
889
890         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
891         if (spi < 0)
892                 return spi;
893
894         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
895          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
896          * to ensure that for the following example:
897          *      [d1][d1][d2][d2]
898          * spi    3   2   1   0
899          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
900          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
901          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
902          */
903         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
904         if (err)
905                 return err;
906         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
907         if (err)
908                 return err;
909
910         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
911                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
913         }
914
915         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
916         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
917                 return -EINVAL;
918
919         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
920                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
921
922         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
923                 /* The id is used to track proper releasing */
924                 int id;
925
926                 if (clone_ref_obj_id)
927                         id = clone_ref_obj_id;
928                 else
929                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
930
931                 if (id < 0)
932                         return id;
933
934                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
936         }
937
938         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
940
941         return 0;
942 }
943
944 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
945 {
946         int i;
947
948         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
949                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
951         }
952
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
954         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
955
956         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
957          *
958          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
959          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
960          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
961          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
962          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
963          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
964          * marking walks.
965          *
966          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
967          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
968          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
969          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
970          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
971          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
972          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
973          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
974          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
975          * mark registers in verifier state.
976          */
977         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
979 }
980
981 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
984         int spi, ref_obj_id, i;
985
986         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
987         if (spi < 0)
988                 return spi;
989
990         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
991                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
992                 return 0;
993         }
994
995         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
996
997         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
998          * two things:
999          *
1000          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1001          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1002          */
1003
1004         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1005         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1006
1007         /* Invalidate any dynptr clones */
1008         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1009                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1010                         continue;
1011
1012                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1013                  * matches then the stack slot also belongs to a
1014                  * dynptr
1015                  */
1016                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1017                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1018                         return -EFAULT;
1019                 }
1020                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1021                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1022         }
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1028                                struct bpf_reg_state *reg);
1029
1030 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         if (!env->allow_ptr_leaks)
1033                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1034         else
1035                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1036 }
1037
1038 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1039                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1040 {
1041         struct bpf_func_state *fstate;
1042         struct bpf_reg_state *dreg;
1043         int i, dynptr_id;
1044
1045         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1046          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1047          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1048          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1049          */
1050         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1051                 return 0;
1052
1053         /* Reposition spi to first slot */
1054         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1055                 spi = spi + 1;
1056
1057         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1058                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1059                 return -EINVAL;
1060         }
1061
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1063         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1064
1065         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1066         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1067                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1069         }
1070
1071         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1072         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1073         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1074                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1075                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1076                         continue;
1077                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1078                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1079         }));
1080
1081         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1082          * not using some helper to release it. Just reset register.
1083          */
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1085         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1086
1087         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1088         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1095 {
1096         int spi;
1097
1098         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1099                 return false;
1100
1101         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1102
1103         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1104          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1105          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1106          */
1107         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1108                 return false;
1109
1110         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1111          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1112          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1113          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1114          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1115          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1116          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1117          * reference" error.
1118          */
1119         return true;
1120 }
1121
1122 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1125         int i, spi;
1126
1127         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1128          *
1129          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1130          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1131          * offset and alignment.
1132          */
1133         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1134                 return true;
1135
1136         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1137         if (spi < 0)
1138                 return false;
1139         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1140                 return false;
1141
1142         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1143                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1144                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1145                         return false;
1146         }
1147
1148         return true;
1149 }
1150
1151 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1152                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1153 {
1154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1155         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1156         int spi;
1157
1158         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1159         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1160                 return true;
1161
1162         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1163         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1164                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1165         } else {
1166                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1167                 if (spi < 0)
1168                         return false;
1169                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1170         }
1171 }
1172
1173 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1174
1175 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1176                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1177                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1178 {
1179         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1180         int spi, i, j, id;
1181
1182         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1183         if (spi < 0)
1184                 return spi;
1185
1186         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1187         if (id < 0)
1188                 return id;
1189
1190         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1191                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1192                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1193
1194                 __mark_reg_known_zero(st);
1195                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1196                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1197                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1198                 st->iter.btf = btf;
1199                 st->iter.btf_id = btf_id;
1200                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1201                 st->iter.depth = 0;
1202
1203                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1204                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1205
1206                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1207         }
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1213                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1214 {
1215         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1216         int spi, i, j;
1217
1218         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1219         if (spi < 0)
1220                 return spi;
1221
1222         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1223                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1224                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1225
1226                 if (i == 0)
1227                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1228
1229                 __mark_reg_not_init(env, st);
1230
1231                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1232                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1233
1234                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1235                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1236
1237                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1238         }
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1245 {
1246         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1247         int spi, i, j;
1248
1249         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1250          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1251          * return true for that case.
1252          */
1253         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1254         if (spi == -ERANGE)
1255                 return true;
1256         if (spi < 0)
1257                 return false;
1258
1259         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1260                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1261
1262                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1263                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1264                                 return false;
1265         }
1266
1267         return true;
1268 }
1269
1270 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1271                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1272 {
1273         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1274         int spi, i, j;
1275
1276         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1277         if (spi < 0)
1278                 return false;
1279
1280         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1281                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1282                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1283
1284                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1285                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1288                         return false;
1289                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1290                         return false;
1291
1292                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1293                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1294                                 return false;
1295         }
1296
1297         return true;
1298 }
1299
1300 /* Check if given stack slot is "special":
1301  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1302  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1303  *   - iter state (STACK_ITER).
1304  */
1305 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1306 {
1307         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1308
1309         switch (type) {
1310         case STACK_SPILL:
1311         case STACK_DYNPTR:
1312         case STACK_ITER:
1313                 return true;
1314         case STACK_INVALID:
1315         case STACK_MISC:
1316         case STACK_ZERO:
1317                 return false;
1318         default:
1319                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1320                 return true;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1325  * it was spilled to the stack.
1326  */
1327 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1328 {
1329         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1330 }
1331
1332 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1333 {
1334         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1335                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1336 }
1337
1338 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1339 {
1340         if (*stype != STACK_INVALID)
1341                 *stype = STACK_MISC;
1342 }
1343
1344 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1345                                  const struct bpf_func_state *state,
1346                                  bool print_all)
1347 {
1348         const struct bpf_reg_state *reg;
1349         enum bpf_reg_type t;
1350         int i;
1351
1352         if (state->frameno)
1353                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1354         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1355                 reg = &state->regs[i];
1356                 t = reg->type;
1357                 if (t == NOT_INIT)
1358                         continue;
1359                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1360                         continue;
1361                 verbose(env, " R%d", i);
1362                 print_liveness(env, reg->live);
1363                 verbose(env, "=");
1364                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1365                         verbose(env, "P");
1366                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1367                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1368                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1369                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1370                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1371                 } else {
1372                         const char *sep = "";
1373
1374                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1375                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1376                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1377                         verbose(env, "(");
1378 /*
1379  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1380  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1381  */
1382 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1383
1384                         if (reg->id)
1385                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1386                         if (reg->ref_obj_id)
1387                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1388                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1389                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1390                         if (t != SCALAR_VALUE)
1391                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1392                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1393                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1394                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1396                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1397                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1398                                           reg->map_ptr->key_size,
1399                                           reg->map_ptr->value_size);
1400                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1401                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1402                                  * could be a pointer whose offset is too big
1403                                  * for reg->off
1404                                  */
1405                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1406                         } else {
1407                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1408                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1409                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1410                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1411                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1412                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1413                                 if (reg->umin_value != 0)
1414                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1415                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1416                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1417                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1418                                         char tn_buf[48];
1419
1420                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1421                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1422                                 }
1423                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1424                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1425                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1426                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1427                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1428                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1429                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1430                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1431                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1432                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1433                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1434                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1435                         }
1436 #undef verbose_a
1437
1438                         verbose(env, ")");
1439                 }
1440         }
1441         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1442                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1443                 bool valid = false;
1444                 int j;
1445
1446                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1447                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1448                                 valid = true;
1449                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1450                 }
1451                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1452                 if (!valid)
1453                         continue;
1454                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1455                         continue;
1456                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1457                 case STACK_SPILL:
1458                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1459                         t = reg->type;
1460
1461                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1462                         print_liveness(env, reg->live);
1463                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1465                                 verbose(env, "P");
1466                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1467                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1468                         break;
1469                 case STACK_DYNPTR:
1470                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1471                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1472
1473                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1474                         print_liveness(env, reg->live);
1475                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1476                         if (reg->ref_obj_id)
1477                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1478                         break;
1479                 case STACK_ITER:
1480                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1481                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1482                         if (!reg->ref_obj_id)
1483                                 continue;
1484
1485                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1486                         print_liveness(env, reg->live);
1487                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1488                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1489                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1490                                 reg->iter.depth);
1491                         break;
1492                 case STACK_MISC:
1493                 case STACK_ZERO:
1494                 default:
1495                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1496
1497                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1498                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1499                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1500
1501                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1502                         print_liveness(env, reg->live);
1503                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1504                         break;
1505                 }
1506         }
1507         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1508                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1509                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1510                         if (state->refs[i].id)
1511                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1512         }
1513         if (state->in_callback_fn)
1514                 verbose(env, " cb");
1515         if (state->in_async_callback_fn)
1516                 verbose(env, " async_cb");
1517         verbose(env, "\n");
1518         mark_verifier_state_clean(env);
1519 }
1520
1521 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1522 {
1523         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1524                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1525 }
1526
1527 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1528                              const struct bpf_func_state *state)
1529 {
1530         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1531                 /* remove new line character */
1532                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1533                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1534         } else {
1535                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1536         }
1537         print_verifier_state(env, state, false);
1538 }
1539
1540 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1541  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1542  * the contents of dst.
1543  *
1544  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1545  * not be allocated.
1546  */
1547 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1548 {
1549         size_t alloc_bytes;
1550         void *orig = dst;
1551         size_t bytes;
1552
1553         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1554                 goto out;
1555
1556         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1557                 return NULL;
1558
1559         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1560         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1561         if (!dst) {
1562                 kfree(orig);
1563                 return NULL;
1564         }
1565
1566         memcpy(dst, src, bytes);
1567 out:
1568         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1569 }
1570
1571 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1572  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1573  *
1574  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1575  */
1576 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1577 {
1578         size_t alloc_size;
1579         void *new_arr;
1580
1581         if (!new_n || old_n == new_n)
1582                 goto out;
1583
1584         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1585         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1586         if (!new_arr) {
1587                 kfree(arr);
1588                 return NULL;
1589         }
1590         arr = new_arr;
1591
1592         if (new_n > old_n)
1593                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1594
1595 out:
1596         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1597 }
1598
1599 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1600 {
1601         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1602                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1603         if (!dst->refs)
1604                 return -ENOMEM;
1605
1606         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1607         return 0;
1608 }
1609
1610 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1611 {
1612         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1613
1614         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1615                                 GFP_KERNEL);
1616         if (!dst->stack)
1617                 return -ENOMEM;
1618
1619         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1624 {
1625         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1626                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1627         if (!state->refs)
1628                 return -ENOMEM;
1629
1630         state->acquired_refs = n;
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1635 {
1636         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1637
1638         if (old_n >= n)
1639                 return 0;
1640
1641         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1642         if (!state->stack)
1643                 return -ENOMEM;
1644
1645         state->allocated_stack = size;
1646         return 0;
1647 }
1648
1649 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1650  * this new pointer reference.
1651  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1652  * On failure, returns a negative errno.
1653  */
1654 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1655 {
1656         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1657         int new_ofs = state->acquired_refs;
1658         int id, err;
1659
1660         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1661         if (err)
1662                 return err;
1663         id = ++env->id_gen;
1664         state->refs[new_ofs].id = id;
1665         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1666         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1667
1668         return id;
1669 }
1670
1671 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1672 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1673 {
1674         int i, last_idx;
1675
1676         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1677         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1678                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1679                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1680                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1681                                 return -EINVAL;
1682                         if (last_idx && i != last_idx)
1683                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1684                                        sizeof(*state->refs));
1685                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1686                         state->acquired_refs--;
1687                         return 0;
1688                 }
1689         }
1690         return -EINVAL;
1691 }
1692
1693 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1694 {
1695         if (!state)
1696                 return;
1697         kfree(state->refs);
1698         kfree(state->stack);
1699         kfree(state);
1700 }
1701
1702 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1703 {
1704         kfree(state->jmp_history);
1705         state->jmp_history = NULL;
1706         state->jmp_history_cnt = 0;
1707 }
1708
1709 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1710                                 bool free_self)
1711 {
1712         int i;
1713
1714         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1715                 free_func_state(state->frame[i]);
1716                 state->frame[i] = NULL;
1717         }
1718         clear_jmp_history(state);
1719         if (free_self)
1720                 kfree(state);
1721 }
1722
1723 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1724  * when necessary to accommodate larger src stack
1725  */
1726 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1727                            const struct bpf_func_state *src)
1728 {
1729         int err;
1730
1731         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1732         err = copy_reference_state(dst, src);
1733         if (err)
1734                 return err;
1735         return copy_stack_state(dst, src);
1736 }
1737
1738 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1739                                const struct bpf_verifier_state *src)
1740 {
1741         struct bpf_func_state *dst;
1742         int i, err;
1743
1744         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1745                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1746                                             GFP_USER);
1747         if (!dst_state->jmp_history)
1748                 return -ENOMEM;
1749         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1750
1751         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1752         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1753                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1754                 dst_state->frame[i] = NULL;
1755         }
1756         dst_state->speculative = src->speculative;
1757         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1758         dst_state->curframe = src->curframe;
1759         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1760         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1761         dst_state->branches = src->branches;
1762         dst_state->parent = src->parent;
1763         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1764         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1765         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1766                 dst = dst_state->frame[i];
1767                 if (!dst) {
1768                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1769                         if (!dst)
1770                                 return -ENOMEM;
1771                         dst_state->frame[i] = dst;
1772                 }
1773                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1774                 if (err)
1775                         return err;
1776         }
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1781 {
1782         while (st) {
1783                 u32 br = --st->branches;
1784
1785                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1786                  * but see comment in push_stack(), hence:
1787                  */
1788                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1789                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1790                           br);
1791                 if (br)
1792                         break;
1793                 st = st->parent;
1794         }
1795 }
1796
1797 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1798                      int *insn_idx, bool pop_log)
1799 {
1800         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1801         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1802         int err;
1803
1804         if (env->head == NULL)
1805                 return -ENOENT;
1806
1807         if (cur) {
1808                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1809                 if (err)
1810                         return err;
1811         }
1812         if (pop_log)
1813                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1814         if (insn_idx)
1815                 *insn_idx = head->insn_idx;
1816         if (prev_insn_idx)
1817                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1818         elem = head->next;
1819         free_verifier_state(&head->st, false);
1820         kfree(head);
1821         env->head = elem;
1822         env->stack_size--;
1823         return 0;
1824 }
1825
1826 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1827                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1828                                              bool speculative)
1829 {
1830         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1831         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1832         int err;
1833
1834         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1835         if (!elem)
1836                 goto err;
1837
1838         elem->insn_idx = insn_idx;
1839         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1840         elem->next = env->head;
1841         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1842         env->head = elem;
1843         env->stack_size++;
1844         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1845         if (err)
1846                 goto err;
1847         elem->st.speculative |= speculative;
1848         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1849                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1850                         env->stack_size);
1851                 goto err;
1852         }
1853         if (elem->st.parent) {
1854                 ++elem->st.parent->branches;
1855                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1856                  * but
1857                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1858                  * instructions
1859                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1860                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1861                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1862                  * which might have large 'branches' count.
1863                  */
1864         }
1865         return &elem->st;
1866 err:
1867         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1868         env->cur_state = NULL;
1869         /* pop all elements and return */
1870         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1871         return NULL;
1872 }
1873
1874 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1875 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1876         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1877 };
1878
1879 /* This helper doesn't clear reg->id */
1880 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1881 {
1882         reg->var_off = tnum_const(imm);
1883         reg->smin_value = (s64)imm;
1884         reg->smax_value = (s64)imm;
1885         reg->umin_value = imm;
1886         reg->umax_value = imm;
1887
1888         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1889         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1890         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1891         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1892 }
1893
1894 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1895  * known to have the value @imm.
1896  */
1897 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1898 {
1899         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1900         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1901                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1902         reg->id = 0;
1903         reg->ref_obj_id = 0;
1904         ___mark_reg_known(reg, imm);
1905 }
1906
1907 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1908 {
1909         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1910         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1911         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1912         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1913         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1914 }
1915
1916 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1917  * used only on registers holding a pointer type.
1918  */
1919 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1920 {
1921         __mark_reg_known(reg, 0);
1922 }
1923
1924 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1925 {
1926         __mark_reg_known(reg, 0);
1927         reg->type = SCALAR_VALUE;
1928 }
1929
1930 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1931                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1932 {
1933         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1934                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1935                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1936                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1937                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1938                 return;
1939         }
1940         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1941 }
1942
1943 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1944                               bool first_slot, int dynptr_id)
1945 {
1946         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1947          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1948          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1949          */
1950         __mark_reg_known_zero(reg);
1951         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1952         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1953         reg->id = dynptr_id;
1954         reg->dynptr.type = type;
1955         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1956 }
1957
1958 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1959 {
1960         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1961                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1962
1963                 if (map->inner_map_meta) {
1964                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1965                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1966                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1967                          * as UID of the inner map.
1968                          */
1969                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1970                                 reg->map_uid = reg->id;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1972                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1973                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1974                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1975                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1976                 } else {
1977                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1978                 }
1979                 return;
1980         }
1981
1982         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1983 }
1984
1985 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1986                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1987 {
1988         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1989         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1990         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1991         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1992         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1993 }
1994
1995 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1996 {
1997         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1998 }
1999
2000 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2001 {
2002         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2003                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2004 }
2005
2006 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2007 {
2008         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2009                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2010 }
2011
2012 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2013 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2014                                     enum bpf_reg_type which)
2015 {
2016         /* The register can already have a range from prior markings.
2017          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2018          * origin.
2019          */
2020         return reg->type == which &&
2021                reg->id == 0 &&
2022                reg->off == 0 &&
2023                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2024 }
2025
2026 /* Reset the min/max bounds of a register */
2027 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2028 {
2029         reg->smin_value = S64_MIN;
2030         reg->smax_value = S64_MAX;
2031         reg->umin_value = 0;
2032         reg->umax_value = U64_MAX;
2033
2034         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2035         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2036         reg->u32_min_value = 0;
2037         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2038 }
2039
2040 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2041 {
2042         reg->smin_value = S64_MIN;
2043         reg->smax_value = S64_MAX;
2044         reg->umin_value = 0;
2045         reg->umax_value = U64_MAX;
2046 }
2047
2048 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2049 {
2050         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2051         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2052         reg->u32_min_value = 0;
2053         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2054 }
2055
2056 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2057 {
2058         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2059
2060         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2061         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2062                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2063         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2064         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2065                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2066         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2067         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2068                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2069 }
2070
2071 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2072 {
2073         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2074         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2075                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2076         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2077         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2078                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2079         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2080         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2081                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2082 }
2083
2084 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2085 {
2086         __update_reg32_bounds(reg);
2087         __update_reg64_bounds(reg);
2088 }
2089
2090 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2091 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2092 {
2093         /* Learn sign from signed bounds.
2094          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2095          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2096          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2097          */
2098         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2099                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2100                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2101                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2102                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2103                 return;
2104         }
2105         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2106          * boundary, so we must be careful.
2107          */
2108         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2109                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2110                  * is positive, hence safe.
2111                  */
2112                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2113                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2114                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2115         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2116                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2117                  * is negative, hence safe.
2118                  */
2119                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2120                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2121                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2122         }
2123 }
2124
2125 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2126 {
2127         /* Learn sign from signed bounds.
2128          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2129          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2130          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2131          */
2132         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2133                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2134                                                           reg->umin_value);
2135                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2136                                                           reg->umax_value);
2137                 return;
2138         }
2139         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2140          * boundary, so we must be careful.
2141          */
2142         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2143                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2144                  * is positive, hence safe.
2145                  */
2146                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2147                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2148                                                           reg->umax_value);
2149         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2150                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2151                  * is negative, hence safe.
2152                  */
2153                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2154                                                           reg->umin_value);
2155                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2156         }
2157 }
2158
2159 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2160 {
2161         __reg32_deduce_bounds(reg);
2162         __reg64_deduce_bounds(reg);
2163 }
2164
2165 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2166 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2167 {
2168         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2169                                                tnum_range(reg->umin_value,
2170                                                           reg->umax_value));
2171         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2172                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2173                                                           reg->u32_max_value));
2174
2175         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2176 }
2177
2178 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2179 {
2180         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2181         __update_reg_bounds(reg);
2182         /* We might have learned something about the sign bit. */
2183         __reg_deduce_bounds(reg);
2184         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2185         __reg_bound_offset(reg);
2186         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2187          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2188          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2189          */
2190         __update_reg_bounds(reg);
2191 }
2192
2193 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2194 {
2195         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2196 }
2197
2198 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2201         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2202
2203         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2204          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2205          * from tnum.
2206          */
2207         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2208             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2209                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2210                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2211         } else {
2212                 reg->smin_value = 0;
2213                 reg->smax_value = U32_MAX;
2214         }
2215 }
2216
2217 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2218 {
2219         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2220          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2221          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2222          */
2223         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2224                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2225         } else {
2226                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2227                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2228                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2229                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2230                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2231                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2232                  */
2233                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2234         }
2235         reg_bounds_sync(reg);
2236 }
2237
2238 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2239 {
2240         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2241 }
2242
2243 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2244 {
2245         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2246 }
2247
2248 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2249 {
2250         __mark_reg32_unbounded(reg);
2251         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2252                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2253                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2254         }
2255         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2256                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2257                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2258         }
2259         reg_bounds_sync(reg);
2260 }
2261
2262 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2263 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2264                                struct bpf_reg_state *reg)
2265 {
2266         /*
2267          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2268          * padding between 'type' and union
2269          */
2270         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2271         reg->type = SCALAR_VALUE;
2272         reg->id = 0;
2273         reg->ref_obj_id = 0;
2274         reg->var_off = tnum_unknown;
2275         reg->frameno = 0;
2276         reg->precise = !env->bpf_capable;
2277         __mark_reg_unbounded(reg);
2278 }
2279
2280 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2281                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2282 {
2283         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2284                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2285                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2286                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2287                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2288                 return;
2289         }
2290         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2291 }
2292
2293 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2294                                 struct bpf_reg_state *reg)
2295 {
2296         __mark_reg_unknown(env, reg);
2297         reg->type = NOT_INIT;
2298 }
2299
2300 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2301                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2302 {
2303         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2304                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2305                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2306                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2307                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2308                 return;
2309         }
2310         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2311 }
2312
2313 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2314                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2315                             enum bpf_reg_type reg_type,
2316                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2317                             enum bpf_type_flag flag)
2318 {
2319         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2320                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2321                 return;
2322         }
2323         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2324         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2325         regs[regno].btf = btf;
2326         regs[regno].btf_id = btf_id;
2327 }
2328
2329 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2330 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2331                            struct bpf_func_state *state)
2332 {
2333         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2334         int i;
2335
2336         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2337                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2338                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2339                 regs[i].parent = NULL;
2340                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2341         }
2342
2343         /* frame pointer */
2344         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2345         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2346         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2347 }
2348
2349 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2350 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2351                             struct bpf_func_state *state,
2352                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2353 {
2354         state->callsite = callsite;
2355         state->frameno = frameno;
2356         state->subprogno = subprogno;
2357         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2358         init_reg_state(env, state);
2359         mark_verifier_state_scratched(env);
2360 }
2361
2362 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2363 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2364                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2365                                                 int subprog)
2366 {
2367         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2368         struct bpf_func_state *frame;
2369
2370         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2371         if (!elem)
2372                 goto err;
2373
2374         elem->insn_idx = insn_idx;
2375         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2376         elem->next = env->head;
2377         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2378         env->head = elem;
2379         env->stack_size++;
2380         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2381                 verbose(env,
2382                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2383                         env->stack_size);
2384                 goto err;
2385         }
2386         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2387          * The caller state doesn't matter.
2388          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2389          * Initialize it similar to do_check_common().
2390          */
2391         elem->st.branches = 1;
2392         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2393         if (!frame)
2394                 goto err;
2395         init_func_state(env, frame,
2396                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2397                         0 /* frameno within this callchain */,
2398                         subprog /* subprog number within this prog */);
2399         elem->st.frame[0] = frame;
2400         return &elem->st;
2401 err:
2402         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2403         env->cur_state = NULL;
2404         /* pop all elements and return */
2405         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2406         return NULL;
2407 }
2408
2409
2410 enum reg_arg_type {
2411         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2412         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2413         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2414 };
2415
2416 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2417 {
2418         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2419                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2420 }
2421
2422 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2423 {
2424         struct bpf_subprog_info *p;
2425
2426         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2427                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2428         if (!p)
2429                 return -ENOENT;
2430         return p - env->subprog_info;
2431
2432 }
2433
2434 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2435 {
2436         int insn_cnt = env->prog->len;
2437         int ret;
2438
2439         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2440                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2441                 return -EINVAL;
2442         }
2443         ret = find_subprog(env, off);
2444         if (ret >= 0)
2445                 return ret;
2446         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2447                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2448                 return -E2BIG;
2449         }
2450         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2451         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2452         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2453              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2454         return env->subprog_cnt - 1;
2455 }
2456
2457 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2458 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2459
2460 struct bpf_kfunc_desc {
2461         struct btf_func_model func_model;
2462         u32 func_id;
2463         s32 imm;
2464         u16 offset;
2465         unsigned long addr;
2466 };
2467
2468 struct bpf_kfunc_btf {
2469         struct btf *btf;
2470         struct module *module;
2471         u16 offset;
2472 };
2473
2474 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2475         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2476          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2477          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2478          * sorts this by imm and offset.
2479          */
2480         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2481         u32 nr_descs;
2482 };
2483
2484 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2485         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2486         u32 nr_descs;
2487 };
2488
2489 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2490 {
2491         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2492         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2493
2494         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2495         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2496 }
2497
2498 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2499 {
2500         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2501         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2502
2503         return d0->offset - d1->offset;
2504 }
2505
2506 static const struct bpf_kfunc_desc *
2507 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2508 {
2509         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2510                 .func_id = func_id,
2511                 .offset = offset,
2512         };
2513         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2514
2515         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2516         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2517                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2518 }
2519
2520 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2521                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2522 {
2523         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2524
2525         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2526         if (!desc)
2527                 return -EFAULT;
2528
2529         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2534                                          s16 offset)
2535 {
2536         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2537         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2538         struct bpf_kfunc_btf *b;
2539         struct module *mod;
2540         struct btf *btf;
2541         int btf_fd;
2542
2543         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2544         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2545                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2546         if (!b) {
2547                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2548                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2549                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2550                 }
2551
2552                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2553                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2554                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2555                 }
2556
2557                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2558                                             offset * sizeof(btf_fd),
2559                                             sizeof(btf_fd)))
2560                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2561
2562                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2563                 if (IS_ERR(btf)) {
2564                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2565                         return btf;
2566                 }
2567
2568                 if (!btf_is_module(btf)) {
2569                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2570                         btf_put(btf);
2571                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2572                 }
2573
2574                 mod = btf_try_get_module(btf);
2575                 if (!mod) {
2576                         btf_put(btf);
2577                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2578                 }
2579
2580                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2581                 b->btf = btf;
2582                 b->module = mod;
2583                 b->offset = offset;
2584
2585                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2586                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2587         }
2588         return b->btf;
2589 }
2590
2591 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2592 {
2593         if (!tab)
2594                 return;
2595
2596         while (tab->nr_descs--) {
2597                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2598                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2599         }
2600         kfree(tab);
2601 }
2602
2603 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2604 {
2605         if (offset) {
2606                 if (offset < 0) {
2607                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2608                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2609                          */
2610                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2611                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2612                 }
2613
2614                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2615         }
2616         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2617 }
2618
2619 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2620 {
2621         const struct btf_type *func, *func_proto;
2622         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2623         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2624         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2625         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2626         const char *func_name;
2627         struct btf *desc_btf;
2628         unsigned long call_imm;
2629         unsigned long addr;
2630         int err;
2631
2632         prog_aux = env->prog->aux;
2633         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2634         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2635         if (!tab) {
2636                 if (!btf_vmlinux) {
2637                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2638                         return -ENOTSUPP;
2639                 }
2640
2641                 if (!env->prog->jit_requested) {
2642                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2643                         return -ENOTSUPP;
2644                 }
2645
2646                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2647                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2648                         return -ENOTSUPP;
2649                 }
2650
2651                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2652                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2653                         return -EINVAL;
2654                 }
2655
2656                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2657                 if (!tab)
2658                         return -ENOMEM;
2659                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2660         }
2661
2662         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2663          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2664          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2665          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2666          * for such calls.
2667          */
2668         if (!func_id && !offset)
2669                 return 0;
2670
2671         if (!btf_tab && offset) {
2672                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2673                 if (!btf_tab)
2674                         return -ENOMEM;
2675                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2676         }
2677
2678         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2679         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2680                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2681                 return PTR_ERR(desc_btf);
2682         }
2683
2684         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2685                 return 0;
2686
2687         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2688                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2689                 return -E2BIG;
2690         }
2691
2692         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2693         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2694                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2695                         func_id);
2696                 return -EINVAL;
2697         }
2698         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2699         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2700                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2701                         func_id);
2702                 return -EINVAL;
2703         }
2704
2705         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2706         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2707         if (!addr) {
2708                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2709                         func_name);
2710                 return -EINVAL;
2711         }
2712         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2713
2714         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2715                 call_imm = func_id;
2716         } else {
2717                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2718                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2719                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2720                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2721                                 func_name);
2722                         return -EINVAL;
2723                 }
2724         }
2725
2726         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2727                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2728                 if (err)
2729                         return err;
2730         }
2731
2732         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2733         desc->func_id = func_id;
2734         desc->imm = call_imm;
2735         desc->offset = offset;
2736         desc->addr = addr;
2737         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2738                                      func_proto, func_name,
2739                                      &desc->func_model);
2740         if (!err)
2741                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2742                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2743         return err;
2744 }
2745
2746 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2747 {
2748         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2749         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2750
2751         if (d0->imm != d1->imm)
2752                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2753         if (d0->offset != d1->offset)
2754                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2755         return 0;
2756 }
2757
2758 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2759 {
2760         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2761
2762         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2763         if (!tab)
2764                 return;
2765
2766         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2767              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2768 }
2769
2770 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2771 {
2772         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2773 }
2774
2775 const struct btf_func_model *
2776 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2777                          const struct bpf_insn *insn)
2778 {
2779         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2780                 .imm = insn->imm,
2781                 .offset = insn->off,
2782         };
2783         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2784         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2785
2786         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2787         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2788                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2789
2790         return res ? &res->func_model : NULL;
2791 }
2792
2793 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2794 {
2795         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2796         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2797         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2798
2799         /* Add entry function. */
2800         ret = add_subprog(env, 0);
2801         if (ret)
2802                 return ret;
2803
2804         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2805                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2806                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2807                         continue;
2808
2809                 if (!env->bpf_capable) {
2810                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2811                         return -EPERM;
2812                 }
2813
2814                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2815                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2816                 else
2817                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2818
2819                 if (ret < 0)
2820                         return ret;
2821         }
2822
2823         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2824          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2825          */
2826         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2827
2828         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2829                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2830                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2831
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2836 {
2837         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2838         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2839         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2840         int insn_cnt = env->prog->len;
2841
2842         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2843         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2844         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2845         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2846                 u8 code = insn[i].code;
2847
2848                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2849                     insn[i].src_reg == 0 &&
2850                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2851                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2852                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2853                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2854                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2855                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2856                         goto next;
2857                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2858                         goto next;
2859                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2860                         off = i + insn[i].imm + 1;
2861                 else
2862                         off = i + insn[i].off + 1;
2863                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2864                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2865                         return -EINVAL;
2866                 }
2867 next:
2868                 if (i == subprog_end - 1) {
2869                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2870                          * the last insn of the subprog should be either exit
2871                          * or unconditional jump back
2872                          */
2873                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2874                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2875                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2876                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2877                                 return -EINVAL;
2878                         }
2879                         subprog_start = subprog_end;
2880                         cur_subprog++;
2881                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2882                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2883                 }
2884         }
2885         return 0;
2886 }
2887
2888 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2889  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2890  */
2891 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2892                          const struct bpf_reg_state *state,
2893                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2894 {
2895         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2896         int cnt = 0;
2897
2898         while (parent) {
2899                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2900                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2901                         break;
2902                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2903                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2904                                 reg_type_str(env, parent->type),
2905                                 parent->var_off.value, parent->off);
2906                         return -EFAULT;
2907                 }
2908                 /* The first condition is more likely to be true than the
2909                  * second, checked it first.
2910                  */
2911                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2912                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2913                         /* The parentage chain never changes and
2914                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2915                          * There is no need to keep walking the chain again and
2916                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2917                          * This case happens when the same register is read
2918                          * multiple times without writes into it in-between.
2919                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2920                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2921                          */
2922                         break;
2923                 /* ... then we depend on parent's value */
2924                 parent->live |= flag;
2925                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2926                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2927                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2928                 state = parent;
2929                 parent = state->parent;
2930                 writes = true;
2931                 cnt++;
2932         }
2933
2934         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2935                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2936         return 0;
2937 }
2938
2939 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2940 {
2941         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2942         int spi, ret;
2943
2944         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2945          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2946          * check_kfunc_call.
2947          */
2948         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2949                 return 0;
2950         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2951         if (spi < 0)
2952                 return spi;
2953         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2954          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2955          * read.
2956          */
2957         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2958                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2959         if (ret)
2960                 return ret;
2961         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2962                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2963 }
2964
2965 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2966                           int spi, int nr_slots)
2967 {
2968         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2969         int err, i;
2970
2971         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2972                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2973
2974                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2975                 if (err)
2976                         return err;
2977
2978                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2979         }
2980
2981         return 0;
2982 }
2983
2984 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2985  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2986  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2987  */
2988 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2989                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2990 {
2991         u8 code, class, op;
2992
2993         code = insn->code;
2994         class = BPF_CLASS(code);
2995         op = BPF_OP(code);
2996         if (class == BPF_JMP) {
2997                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2998                  * conservatively.
2999                  */
3000                 if (op == BPF_EXIT)
3001                         return true;
3002                 if (op == BPF_CALL) {
3003                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3004                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3005                          * don't care the register def because they are anyway
3006                          * marked as NOT_INIT already.
3007                          */
3008                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3009                                 return false;
3010                         /* Helper call will reach here because of arg type
3011                          * check, conservatively return TRUE.
3012                          */
3013                         if (t == SRC_OP)
3014                                 return true;
3015
3016                         return false;
3017                 }
3018         }
3019
3020         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3021                 return false;
3022
3023         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3024             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3025                 return true;
3026
3027         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3028                 return false;
3029
3030         if (class == BPF_LDX) {
3031                 if (t != SRC_OP)
3032                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3033                 /* LDX source must be ptr. */
3034                 return true;
3035         }
3036
3037         if (class == BPF_STX) {
3038                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3039                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3040                  * asking about it.
3041                  */
3042                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3043                         return true;
3044                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3045         }
3046
3047         if (class == BPF_LD) {
3048                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3049
3050                 /* LD_IMM64 */
3051                 if (mode == BPF_IMM)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3055                 if (t != SRC_OP)
3056                         return  false;
3057
3058                 /* Implicit ctx ptr. */
3059                 if (regno == BPF_REG_6)
3060                         return true;
3061
3062                 /* Explicit source could be any width. */
3063                 return true;
3064         }
3065
3066         if (class == BPF_ST)
3067                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3068                 return true;
3069
3070         /* Conservatively return true at default. */
3071         return true;
3072 }
3073
3074 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3075 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3076 {
3077         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3078         case BPF_JMP:
3079         case BPF_JMP32:
3080         case BPF_ST:
3081                 return -1;
3082         case BPF_STX:
3083                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3084                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3085                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3086                                 return BPF_REG_0;
3087                         else
3088                                 return insn->src_reg;
3089                 } else {
3090                         return -1;
3091                 }
3092         default:
3093                 return insn->dst_reg;
3094         }
3095 }
3096
3097 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3098 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3099 {
3100         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3101
3102         if (dst_reg == -1)
3103                 return false;
3104
3105         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3106 }
3107
3108 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3109                            struct bpf_reg_state *reg)
3110 {
3111         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3112
3113         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3114                 return;
3115
3116         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3117         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3118         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3119 }
3120
3121 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3122                          enum reg_arg_type t)
3123 {
3124         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3125         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3126         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3127         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3128         bool rw64;
3129
3130         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3131                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3132                 return -EINVAL;
3133         }
3134
3135         mark_reg_scratched(env, regno);
3136
3137         reg = &regs[regno];
3138         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3139         if (t == SRC_OP) {
3140                 /* check whether register used as source operand can be read */
3141                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3142                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3143                         return -EACCES;
3144                 }
3145                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3146                 if (regno == BPF_REG_FP)
3147                         return 0;
3148
3149                 if (rw64)
3150                         mark_insn_zext(env, reg);
3151
3152                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3153                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3154         } else {
3155                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3156                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3157                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3158                         return -EACCES;
3159                 }
3160                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3161                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3162                 if (t == DST_OP)
3163                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3164         }
3165         return 0;
3166 }
3167
3168 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3169 {
3170         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3171 }
3172
3173 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3174 {
3175         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3176 }
3177
3178 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3179 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3180                             struct bpf_verifier_state *cur)
3181 {
3182         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3183         struct bpf_idx_pair *p;
3184         size_t alloc_size;
3185
3186         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3187                 return 0;
3188
3189         cnt++;
3190         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3191         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3192         if (!p)
3193                 return -ENOMEM;
3194         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3195         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3196         cur->jmp_history = p;
3197         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3202  * history then previous instruction came from straight line execution.
3203  */
3204 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3205                              u32 *history)
3206 {
3207         u32 cnt = *history;
3208
3209         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3210                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3211                 (*history)--;
3212         } else {
3213                 i--;
3214         }
3215         return i;
3216 }
3217
3218 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3219 {
3220         const struct btf_type *func;
3221         struct btf *desc_btf;
3222
3223         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3224                 return NULL;
3225
3226         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3227         if (IS_ERR(desc_btf))
3228                 return "<error>";
3229
3230         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3231         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3232 }
3233
3234 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3235 {
3236         bt->frame = frame;
3237 }
3238
3239 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3242
3243         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3244         bt->env = env;
3245 }
3246
3247 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3248 {
3249         u64 mask = 0;
3250         int i;
3251
3252         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3253                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3254
3255         return mask == 0;
3256 }
3257
3258 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3259 {
3260         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3261                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3262                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3263                 return -EFAULT;
3264         }
3265         bt->frame++;
3266         return 0;
3267 }
3268
3269 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3270 {
3271         if (bt->frame == 0) {
3272                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3273                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3274                 return -EFAULT;
3275         }
3276         bt->frame--;
3277         return 0;
3278 }
3279
3280 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3281 {
3282         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3283 }
3284
3285 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3286 {
3287         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3288 }
3289
3290 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3291 {
3292         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3293 }
3294
3295 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3296 {
3297         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3298 }
3299
3300 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3301 {
3302         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3303 }
3304
3305 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3306 {
3307         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3308 }
3309
3310 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3311 {
3312         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3313 }
3314
3315 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3316 {
3317         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3318 }
3319
3320 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3321 {
3322         return bt->reg_masks[frame];
3323 }
3324
3325 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3326 {
3327         return bt->reg_masks[bt->frame];
3328 }
3329
3330 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3331 {
3332         return bt->stack_masks[frame];
3333 }
3334
3335 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3336 {
3337         return bt->stack_masks[bt->frame];
3338 }
3339
3340 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3341 {
3342         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3343 }
3344
3345 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3346 {
3347         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3348 }
3349
3350 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3351 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3352 {
3353         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3354         bool first = true;
3355         int i, n;
3356
3357         buf[0] = '\0';
3358
3359         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3360         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3361                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3362                 first = false;
3363                 buf += n;
3364                 buf_sz -= n;
3365                 if (buf_sz < 0)
3366                         break;
3367         }
3368 }
3369 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3370 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3371 {
3372         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3373         bool first = true;
3374         int i, n;
3375
3376         buf[0] = '\0';
3377
3378         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3379         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3380                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3381                 first = false;
3382                 buf += n;
3383                 buf_sz -= n;
3384                 if (buf_sz < 0)
3385                         break;
3386         }
3387 }
3388
3389 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3390  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3391  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3392  *
3393  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3394  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3395  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3396  *   - *was* processed previously during backtracking.
3397  */
3398 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3399                           struct backtrack_state *bt)
3400 {
3401         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3402                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3403                 .cb_print       = verbose,
3404                 .private_data   = env,
3405         };
3406         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3407         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3408         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3409         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3410         u32 dreg = insn->dst_reg;
3411         u32 sreg = insn->src_reg;
3412         u32 spi, i;
3413
3414         if (insn->code == 0)
3415                 return 0;
3416         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3417                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3418                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3419                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3420                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3421                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3422                 verbose(env, "%d: ", idx);
3423                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3424         }
3425
3426         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3427                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3428                         return 0;
3429                 if (opcode == BPF_MOV) {
3430                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3431                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3432                                  * dreg needs precision after this insn
3433                                  * sreg needs precision before this insn
3434                                  */
3435                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3436                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3437                         } else {
3438                                 /* dreg = K
3439                                  * dreg needs precision after this insn.
3440                                  * Corresponding register is already marked
3441                                  * as precise=true in this verifier state.
3442                                  * No further markings in parent are necessary
3443                                  */
3444                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3445                         }
3446                 } else {
3447                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3448                                 /* dreg += sreg
3449                                  * both dreg and sreg need precision
3450                                  * before this insn
3451                                  */
3452                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3453                         } /* else dreg += K
3454                            * dreg still needs precision before this insn
3455                            */
3456                 }
3457         } else if (class == BPF_LDX) {
3458                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3459                         return 0;
3460                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3461
3462                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3463                  * Load from any other memory can be zero extended.
3464                  * The desire to keep that precision is already indicated
3465                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3466                  * No further tracking necessary.
3467                  */
3468                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3469                         return 0;
3470
3471                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3472                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3473                  * tracked with precision
3474                  */
3475                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3476                 if (spi >= 64) {
3477                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3478                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3479                         return -EFAULT;
3480                 }
3481                 bt_set_slot(bt, spi);
3482         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3483                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3484                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3485                          * to access memory. It means backtracking
3486                          * encountered a case of pointer subtraction.
3487                          */
3488                         return -ENOTSUPP;
3489                 /* scalars can only be spilled into stack */
3490                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3491                         return 0;
3492                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3493                 if (spi >= 64) {
3494                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3495                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3496                         return -EFAULT;
3497                 }
3498                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3499                         return 0;
3500                 bt_clear_slot(bt, spi);
3501                 if (class == BPF_STX)
3502                         bt_set_reg(bt, sreg);
3503         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3504                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3505                         int subprog_insn_idx, subprog;
3506
3507                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3508                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3509                         if (subprog < 0)
3510                                 return -EFAULT;
3511
3512                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3513                                 /* check that jump history doesn't have any
3514                                  * extra instructions from subprog; the next
3515                                  * instruction after call to global subprog
3516                                  * should be literally next instruction in
3517                                  * caller program
3518                                  */
3519                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3520                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3521                                  * so for global func call it shouldn't be set
3522                                  * anymore
3523                                  */
3524                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3525                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3526                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3527                                         return -EFAULT;
3528                                 }
3529                                 /* global subprog always sets R0 */
3530                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3531                                 return 0;
3532                         } else {
3533                                 /* static subprog call instruction, which
3534                                  * means that we are exiting current subprog,
3535                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3536                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3537                                  * the current frame should be zero by now
3538                                  */
3539                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3540                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3541                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3542                                         return -EFAULT;
3543                                 }
3544                                 /* we don't track register spills perfectly,
3545                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3546                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3547                                         return -ENOTSUPP;
3548                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3549                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3550                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3551                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3552                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3553                                         }
3554                                 }
3555                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3556                                         return -EFAULT;
3557                                 return 0;
3558                         }
3559                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3560                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3561                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3562                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3563                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3564                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3565                          * call handling above, we shouldn't propagate
3566                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3567                          * not actually arguments passed directly to callback
3568                          * subprogs
3569                          */
3570                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3571                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3572                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3573                                 return -EFAULT;
3574                         }
3575                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3576                                 return -ENOTSUPP;
3577                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3578                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3579                                 bt_clear_reg(bt, i);
3580                         if (bt_subprog_exit(bt))
3581                                 return -EFAULT;
3582                         return 0;
3583                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3584                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3585                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3586                          * with ENOTSUPP.
3587                          */
3588                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3589                                 return -ENOTSUPP;
3590                         /* regular helper call sets R0 */
3591                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3592                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3593                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3594                                  * they should have been found already.
3595                                  */
3596                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3597                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3598                                 return -EFAULT;
3599                         }
3600                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3601                         bool r0_precise;
3602
3603                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3604                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3605                                  * they should have been found already.
3606                                  */
3607                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3608                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3609                                 return -EFAULT;
3610                         }
3611
3612                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3613                          * right after the call instruction, so by checking
3614                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3615                          * call or not we can distinguish actual exit from
3616                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3617                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3618                          * necessary. In the former we never do that.
3619                          */
3620                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3621                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3622                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3623
3624                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3625                         if (bt_subprog_enter(bt))
3626                                 return -EFAULT;
3627
3628                         if (r0_precise)
3629                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3630                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3631                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3632                          */
3633                         return 0;
3634                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3635                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3636                                 return 0;
3637                         /* dreg <cond> sreg
3638                          * Both dreg and sreg need precision before
3639                          * this insn. If only sreg was marked precise
3640                          * before it would be equally necessary to
3641                          * propagate it to dreg.
3642                          */
3643                         bt_set_reg(bt, dreg);
3644                         bt_set_reg(bt, sreg);
3645                          /* else dreg <cond> K
3646                           * Only dreg still needs precision before
3647                           * this insn, so for the K-based conditional
3648                           * there is nothing new to be marked.
3649                           */
3650                 }
3651         } else if (class == BPF_LD) {
3652                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3653                         return 0;
3654                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3655                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3656                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3657                  * into parent is necessary
3658                  */
3659                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3660                         /* to be analyzed */
3661                         return -ENOTSUPP;
3662         }
3663         return 0;
3664 }
3665
3666 /* the scalar precision tracking algorithm:
3667  * . at the start all registers have precise=false.
3668  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3669  * . once precise value of the scalar register is used in:
3670  *   .  ptr + scalar alu
3671  *   . if (scalar cond K|scalar)
3672  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3673  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3674  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3675  *   should be precise.
3676  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3677  *   are equivalent if both are not precise.
3678  *
3679  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3680  * since many different registers and stack slots could have been
3681  * used to compute single precise scalar.
3682  *
3683  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3684  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3685  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3686  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3687  *
3688  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3689  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3690  * All other branches will be explored for needing precision later.
3691  *
3692  * The backtracking needs to deal with cases like:
3693  *   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)
3694  * r9 -= r8
3695  * r5 = r9
3696  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3697  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3698  * r5 += 1
3699  * ...
3700  * call bpf_perf_event_output#25
3701  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3702  *
3703  * and this case:
3704  * r6 = 1
3705  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3706  * r0 += r6
3707  * if r0 == 0 goto
3708  *
3709  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3710  *
3711  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3712  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3713  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3714  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3715  *
3716  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3717  */
3718 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3719                                      struct bpf_verifier_state *st)
3720 {
3721         struct bpf_func_state *func;
3722         struct bpf_reg_state *reg;
3723         int i, j;
3724
3725         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3726                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3727                         st->curframe);
3728         }
3729
3730         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3731          * pop_stack may still get !precise scalars.
3732          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3733          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3734          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3735          */
3736         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3737                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3738                         func = st->frame[i];
3739                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3740                                 reg = &func->regs[j];
3741                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3742                                         continue;
3743                                 reg->precise = true;
3744                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3745                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3746                                                 i, j);
3747                                 }
3748                         }
3749                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3750                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3751                                         continue;
3752                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3753                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3754                                         continue;
3755                                 reg->precise = true;
3756                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3757                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3758                                                 i, -(j + 1) * 8);
3759                                 }
3760                         }
3761                 }
3762         }
3763 }
3764
3765 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3766 {
3767         struct bpf_func_state *func;
3768         struct bpf_reg_state *reg;
3769         int i, j;
3770
3771         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3772                 func = st->frame[i];
3773                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3774                         reg = &func->regs[j];
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3780                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3781                                 continue;
3782                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3783                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3784                                 continue;
3785                         reg->precise = false;
3786                 }
3787         }
3788 }
3789
3790 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3791 {
3792         u32 i;
3793
3794         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3795                 if (s->ids[i] == id)
3796                         return true;
3797
3798         return false;
3799 }
3800
3801 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3802 {
3803         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3804                 return -EFAULT;
3805         s->ids[s->count++] = id;
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3810 {
3811         s->count = 0;
3812 }
3813
3814 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3815  * Mark all registers with these IDs as precise.
3816  */
3817 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3818 {
3819         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3820         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3821         struct bpf_func_state *func;
3822         struct bpf_reg_state *reg;
3823         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3824         int i, fr;
3825
3826         idset_reset(precise_ids);
3827
3828         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3829                 func = st->frame[fr];
3830
3831                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3832                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3833                         reg = &func->regs[i];
3834                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3835                                 continue;
3836                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3837                                 return -EFAULT;
3838                 }
3839
3840                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3841                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3842                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3843                                 break;
3844                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3845                                 continue;
3846                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3847                         if (!reg->id)
3848                                 continue;
3849                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3850                                 return -EFAULT;
3851                 }
3852         }
3853
3854         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3855                 func = st->frame[fr];
3856
3857                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3858                         reg = &func->regs[i];
3859                         if (!reg->id)
3860                                 continue;
3861                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3862                                 continue;
3863                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3864                 }
3865                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3866                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3867                                 continue;
3868                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3869                         if (!reg->id)
3870                                 continue;
3871                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3872                                 continue;
3873                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3874                 }
3875         }
3876
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 /*
3881  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3882  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3883  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3884  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3885  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3886  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3887  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3888  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3889  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3890  * precise.
3891  *
3892  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3893  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3894  * why this is the case.
3895  *
3896  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3897  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3898  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3899  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3900  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3901  * into one or more children states.
3902  *
3903  * In the former case, precise markings in current state are completely
3904  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3905  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3906  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3907  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3908  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3909  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3910  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3911  * important to realize that in this case, even after marking current state
3912  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3913  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3914  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3915  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3916  * markings set or not.
3917  *
3918  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3919  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3920  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3921  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3922  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3923  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3924  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3925  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3926  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3927  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3928  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3929  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3930  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3931  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3932  * they have no more active children state, state comparison logic in
3933  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3934  * required for correctness.
3935  *
3936  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3937  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3938  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3939  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3940  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3941  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3942  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3943  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3944  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3945  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3946  * forget the history of how we got here.
3947  *
3948  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3949  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3950  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3951  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3952  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3953  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3954  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3955  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3956  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3957  * propagation from child state to parent states.
3958  *
3959  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3960  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3961  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3962  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3963  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3964  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3965  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3966  */
3967 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3968 {
3969         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3970         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3971         int first_idx = st->first_insn_idx;
3972         int last_idx = env->insn_idx;
3973         int subseq_idx = -1;
3974         struct bpf_func_state *func;
3975         struct bpf_reg_state *reg;
3976         bool skip_first = true;
3977         int i, fr, err;
3978
3979         if (!env->bpf_capable)
3980                 return 0;
3981
3982         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3983         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3984
3985         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3986          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3987          * tracking in the current state is unnecessary.
3988          */
3989         func = st->frame[bt->frame];
3990         if (regno >= 0) {
3991                 reg = &func->regs[regno];
3992                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3993                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3994                         return -EFAULT;
3995                 }
3996                 bt_set_reg(bt, regno);
3997         }
3998
3999         if (bt_empty(bt))
4000                 return 0;
4001
4002         for (;;) {
4003                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4004                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4005
4006                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4007                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4008                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4009                 }
4010
4011                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4012                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4013                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4014                  * Do this at the last instruction of each state,
4015                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4016                  *
4017                  * Allows to track precision in situation like below:
4018                  *
4019                  *     r2 = unknown value
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #0 ---
4022                  *     ...
4023                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4024                  *     ...
4025                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4026                  *     ...
4027                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4028                  *     ...
4029                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4030                  *     r3 = r10
4031                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4032                  */
4033                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4034                         return -EFAULT;
4035
4036                 if (last_idx < 0) {
4037                         /* we are at the entry into subprog, which
4038                          * is expected for global funcs, but only if
4039                          * requested precise registers are R1-R5
4040                          * (which are global func's input arguments)
4041                          */
4042                         if (st->curframe == 0 &&
4043                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4044                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4045                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4046                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4047                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4048                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4049                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4050                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4051                                                 bt_clear_reg(bt, i);
4052                                                 continue;
4053                                         }
4054                                         reg->precise = true;
4055                                 }
4056                                 return 0;
4057                         }
4058
4059                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4060                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4061                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4062                         return -EFAULT;
4063                 }
4064
4065                 for (i = last_idx;;) {
4066                         if (skip_first) {
4067                                 err = 0;
4068                                 skip_first = false;
4069                         } else {
4070                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4071                         }
4072                         if (err == -ENOTSUPP) {
4073                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4074                                 bt_reset(bt);
4075                                 return 0;
4076                         } else if (err) {
4077                                 return err;
4078                         }
4079                         if (bt_empty(bt))
4080                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4081                                  * Since this state is already marked, just return.
4082                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4083                                  */
4084                                 return 0;
4085                         if (i == first_idx)
4086                                 break;
4087                         subseq_idx = i;
4088                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4089                         if (i >= env->prog->len) {
4090                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4091                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4092                                  * to backtrack.
4093                                  * It means the backtracking missed the spot where
4094                                  * particular register was initialized with a constant.
4095                                  */
4096                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4097                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4098                                 return -EFAULT;
4099                         }
4100                 }
4101                 st = st->parent;
4102                 if (!st)
4103                         break;
4104
4105                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4106                         func = st->frame[fr];
4107                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4108                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4109                                 reg = &func->regs[i];
4110                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4111                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4112                                         continue;
4113                                 }
4114                                 if (reg->precise)
4115                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4116                                 else
4117                                         reg->precise = true;
4118                         }
4119
4120                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4121                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4122                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4123                                         /* the sequence of instructions:
4124                                          * 2: (bf) r3 = r10
4125                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4126                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4127                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4128                                          * as a single block.
4129                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4130                                          * stack access, so at the end of backtracking
4131                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4132                                          * However the parent state may not have accessed
4133                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4134                                          * In such case fallback to conservative.
4135                                          */
4136                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4137                                         bt_reset(bt);
4138                                         return 0;
4139                                 }
4140
4141                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4142                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4143                                         continue;
4144                                 }
4145                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4146                                 if (reg->precise)
4147                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4148                                 else
4149                                         reg->precise = true;
4150                         }
4151                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4152                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4153                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4154                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4155                                         fr, env->tmp_str_buf);
4156                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4157                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4158                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4159                                 print_verifier_state(env, func, true);
4160                         }
4161                 }
4162
4163                 if (bt_empty(bt))
4164                         return 0;
4165
4166                 subseq_idx = first_idx;
4167                 last_idx = st->last_insn_idx;
4168                 first_idx = st->first_insn_idx;
4169         }
4170
4171         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4172          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4173          * fallback to marking all precise
4174          */
4175         if (!bt_empty(bt)) {
4176                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4177                 bt_reset(bt);
4178         }
4179
4180         return 0;
4181 }
4182
4183 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4184 {
4185         return __mark_chain_precision(env, regno);
4186 }
4187
4188 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4189  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4190  */
4191 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4192 {
4193         return __mark_chain_precision(env, -1);
4194 }
4195
4196 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4197 {
4198         switch (base_type(type)) {
4199         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4200         case PTR_TO_STACK:
4201         case PTR_TO_CTX:
4202         case PTR_TO_PACKET:
4203         case PTR_TO_PACKET_META:
4204         case PTR_TO_PACKET_END:
4205         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4206         case CONST_PTR_TO_MAP:
4207         case PTR_TO_SOCKET:
4208         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4209         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4210         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4211         case PTR_TO_BTF_ID:
4212         case PTR_TO_BUF:
4213         case PTR_TO_MEM:
4214         case PTR_TO_FUNC:
4215         case PTR_TO_MAP_KEY:
4216                 return true;
4217         default:
4218                 return false;
4219         }
4220 }
4221
4222 /* Does this register contain a constant zero? */
4223 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4224 {
4225         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4226 }
4227
4228 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4229 {
4230         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4231 }
4232
4233 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4234 {
4235         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4236                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4237                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4238                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4239                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4240 }
4241
4242 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4243 {
4244         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4245 }
4246
4247 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4248                                const struct bpf_reg_state *reg)
4249 {
4250         if (allow_ptr_leaks)
4251                 return false;
4252
4253         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4254 }
4255
4256 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4257 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4258 {
4259         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4260         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4261
4262         *dst = *src;
4263         dst->parent = parent;
4264         dst->live = live;
4265 }
4266
4267 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4268                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4269                                 int size)
4270 {
4271         int i;
4272
4273         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4274         if (size == BPF_REG_SIZE)
4275                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4276
4277         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4278                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4279
4280         /* size < 8 bytes spill */
4281         for (; i; i--)
4282                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4283 }
4284
4285 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4286 {
4287         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4288 }
4289
4290 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4291  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4292  */
4293 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4294                                        /* stack frame we're writing to */
4295                                        struct bpf_func_state *state,
4296                                        int off, int size, int value_regno,
4297                                        int insn_idx)
4298 {
4299         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4300         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4301         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4302         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4303         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4304
4305         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4306         if (err)
4307                 return err;
4308         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4309          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4310          */
4311         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4312             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4313             size != BPF_REG_SIZE) {
4314                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4315                 return -EACCES;
4316         }
4317
4318         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4319         if (value_regno >= 0)
4320                 reg = &cur->regs[value_regno];
4321         if (!env->bypass_spec_v4) {
4322                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4323
4324                 for (i = 0; i < size; i++) {
4325                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4326
4327                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4328                                 sanitize = true;
4329                                 break;
4330                         }
4331                 }
4332
4333                 if (sanitize)
4334                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4335         }
4336
4337         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4338         if (err)
4339                 return err;
4340
4341         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4342         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4343             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4344                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4345                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4346                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4347                          * scalar via different register has to be conservative.
4348                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4349                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4350                          */
4351                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4352                         if (err)
4353                                 return err;
4354                 }
4355                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4356                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4357                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4358                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4359         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4360                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4361                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4362
4363                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4364                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4365                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4366         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4367                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4368                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4369                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4370                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4371                         return -EACCES;
4372                 }
4373                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4374                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4375                         return -EINVAL;
4376                 }
4377                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4378         } else {
4379                 u8 type = STACK_MISC;
4380
4381                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4382                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4383                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4384                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4385                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4386                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4387
4388                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4389                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4390                  * when stack slots are partially written.
4391                  * This heuristic means that read propagation will be
4392                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4393                  * to stack slots all the way to first state when programs
4394                  * writes+reads less than 8 bytes
4395                  */
4396                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4397                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4398
4399                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4400                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4401                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4402                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4403                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4404                         if (err)
4405                                 return err;
4406                         type = STACK_ZERO;
4407                 }
4408
4409                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4410                 for (i = 0; i < size; i++)
4411                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4412                                 type;
4413         }
4414         return 0;
4415 }
4416
4417 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4418  * known to contain a variable offset.
4419  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4420  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4421  * dynamic range is potentially written to.
4422  *
4423  * 'off' includes 'regno->off'.
4424  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4425  * the stack.
4426  *
4427  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4428  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4429  * future reads cannot be terminated by this write.
4430  *
4431  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4432  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4433  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4434  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4435  */
4436 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4437                                      /* func where register points to */
4438                                      struct bpf_func_state *state,
4439                                      int ptr_regno, int off, int size,
4440                                      int value_regno, int insn_idx)
4441 {
4442         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4443         int min_off, max_off;
4444         int i, err;
4445         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4446         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4447         bool writing_zero = false;
4448         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4449          * stack slots remain STACK_ZERO
4450          */
4451         bool zero_used = false;
4452
4453         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4454         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4455         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4456         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4457         if (value_regno >= 0)
4458                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4459         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4460             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4461                 writing_zero = true;
4462
4463         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4464         if (err)
4465                 return err;
4466
4467         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4468                 int spi;
4469
4470                 spi = __get_spi(i);
4471                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4472                 if (err)
4473                         return err;
4474         }
4475
4476         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4477         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4478                 u8 new_type, *stype;
4479                 int slot, spi;
4480
4481                 slot = -i - 1;
4482                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4483                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4484                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4485
4486                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4487                         /* Reject the write if range we may write to has not
4488                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4489                          * here, the ptr status would be erased below (even
4490                          * though not all slots are actually overwritten),
4491                          * possibly opening the door to leaks.
4492                          *
4493                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4494                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4495                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4496                          * that slot.
4497                          */
4498                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4499                                 insn_idx, i);
4500                         return -EINVAL;
4501                 }
4502
4503                 /* Erase all spilled pointers. */
4504                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4505
4506                 /* Update the slot type. */
4507                 new_type = STACK_MISC;
4508                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4509                         new_type = STACK_ZERO;
4510                         zero_used = true;
4511                 }
4512                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4513                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4514                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4515                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4516                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4517                  * that may or may not be written because, if we're reject
4518                  * them, the error would be too confusing.
4519                  */
4520                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4521                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4522                                         insn_idx, i);
4523                         return -EINVAL;
4524                 }
4525                 *stype = new_type;
4526         }
4527         if (zero_used) {
4528                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4529                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4530                 if (err)
4531                         return err;
4532         }
4533         return 0;
4534 }
4535
4536 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4537  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4538  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4539  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4540  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4541  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4542  * read.
4543  */
4544 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4545                                 /* func where src register points to */
4546                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4547                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4548 {
4549         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4550         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4551         int i, slot, spi;
4552         u8 *stype;
4553         int zeros = 0;
4554
4555         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4556                 slot = -i - 1;
4557                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4558                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4559                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4560                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4561                         break;
4562                 zeros++;
4563         }
4564         if (zeros == max_off - min_off) {
4565                 /* any access_size read into register is zero extended,
4566                  * so the whole register == const_zero
4567                  */
4568                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4569                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4570                  * so mark it precise here, so that later
4571                  * backtracking can stop here.
4572                  * Backtracking may not need this if this register
4573                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4574                  * Forward propagation of precise flag is not
4575                  * necessary either. This mark is only to stop
4576                  * backtracking. Any register that contributed
4577                  * to const 0 was marked precise before spill.
4578                  */
4579                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4580         } else {
4581                 /* have read misc data from the stack */
4582                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4583         }
4584         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4585 }
4586
4587 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4588  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4589  * spilled reg.
4590  *
4591  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4592  * register.
4593  *
4594  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4595  */
4596 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4597                                       /* func where src register points to */
4598                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4599                                       int off, int size, int dst_regno)
4600 {
4601         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4602         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4603         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4604         struct bpf_reg_state *reg;
4605         u8 *stype, type;
4606
4607         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4608         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4609
4610         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4611
4612         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4613                 u8 spill_size = 1;
4614
4615                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4616                         spill_size++;
4617
4618                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4619                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4620                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4621                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4622                                 return -EACCES;
4623                         }
4624
4625                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4626                         if (dst_regno < 0)
4627                                 return 0;
4628
4629                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4630                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4631                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4632                                  */
4633                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4634
4635                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4636                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4637                         } else {
4638                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4639                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4640                                         if (type == STACK_SPILL)
4641                                                 continue;
4642                                         if (type == STACK_MISC)
4643                                                 continue;
4644                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4645                                                 continue;
4646                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4647                                                 off, i, size);
4648                                         return -EACCES;
4649                                 }
4650                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4651                         }
4652                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4653                         return 0;
4654                 }
4655
4656                 if (dst_regno >= 0) {
4657                         /* restore register state from stack */
4658                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4659                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4660                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4661                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4662                          */
4663                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4664                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4665                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4666                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4667                          * (e.g. for XADD).
4668                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4669                          * with spilled pointers.
4670                          */
4671                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4672                                 off);
4673                         return -EACCES;
4674                 }
4675                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4676         } else {
4677                 for (i = 0; i < size; i++) {
4678                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4679                         if (type == STACK_MISC)
4680                                 continue;
4681                         if (type == STACK_ZERO)
4682                                 continue;
4683                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4684                                 continue;
4685                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4686                                 off, i, size);
4687                         return -EACCES;
4688                 }
4689                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4690                 if (dst_regno >= 0)
4691                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4692         }
4693         return 0;
4694 }
4695
4696 enum bpf_access_src {
4697         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4698         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4699 };
4700
4701 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4702                                          int regno, int off, int access_size,
4703                                          bool zero_size_allowed,
4704                                          enum bpf_access_src type,
4705                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4706
4707 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4708 {
4709         return cur_regs(env) + regno;
4710 }
4711
4712 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4713  * 'dst_regno'.
4714  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4715  * but not its variable offset.
4716  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4717  *
4718  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4719  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4720  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4721  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4722  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4723  * instead.
4724  */
4725 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4726                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4727 {
4728         /* The state of the source register. */
4729         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4730         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4731         int err;
4732         int min_off, max_off;
4733
4734         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4735          */
4736         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4737                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4738         if (err)
4739                 return err;
4740
4741         min_off = reg->smin_value + off;
4742         max_off = reg->smax_value + off;
4743         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4744         return 0;
4745 }
4746
4747 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4748  * check_stack_read_var_off.
4749  *
4750  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4751  * bounds.
4752  *
4753  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4754  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4755  */
4756 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4757                             int ptr_regno, int off, int size,
4758                             int dst_regno)
4759 {
4760         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4761         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4762         int err;
4763         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4764         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4765
4766         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4767          * register, in order to not leak pointers (see
4768          * check_stack_read_fixed_off).
4769          */
4770         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4771                 char tn_buf[48];
4772
4773                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4774                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4775                         tn_buf, off, size);
4776                 return -EACCES;
4777         }
4778         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4779          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4780          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4781          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4782          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4783          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4784          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4785          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4786          */
4787         if (!var_off) {
4788                 off += reg->var_off.value;
4789                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4790                                                  dst_regno);
4791         } else {
4792                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4793                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4794                  * branch.
4795                  */
4796                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4797                                                dst_regno);
4798         }
4799         return err;
4800 }
4801
4802
4803 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4804  * check_stack_write_var_off.
4805  *
4806  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4807  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4808  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4809  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4810  *
4811  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4812  */
4813 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4814                              int ptr_regno, int off, int size,
4815                              int value_regno, int insn_idx)
4816 {
4817         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4818         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4819         int err;
4820
4821         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4822                 off += reg->var_off.value;
4823                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4824                                                   value_regno, insn_idx);
4825         } else {
4826                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4827                  * than fixed offset ones.
4828                  */
4829                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4830                                                 ptr_regno, off, size,
4831                                                 value_regno, insn_idx);
4832         }
4833         return err;
4834 }
4835
4836 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4837                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4838 {
4839         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4840         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4841         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4842
4843         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4844                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4845                         map->value_size, off, size);
4846                 return -EACCES;
4847         }
4848
4849         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4850                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4851                         map->value_size, off, size);
4852                 return -EACCES;
4853         }
4854
4855         return 0;
4856 }
4857
4858 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4859 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4860                               int off, int size, u32 mem_size,
4861                               bool zero_size_allowed)
4862 {
4863         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4864         struct bpf_reg_state *reg;
4865
4866         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4867                 return 0;
4868
4869         reg = &cur_regs(env)[regno];
4870         switch (reg->type) {
4871         case PTR_TO_MAP_KEY:
4872                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4873                         mem_size, off, size);
4874                 break;
4875         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4876                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4877                         mem_size, off, size);
4878                 break;
4879         case PTR_TO_PACKET:
4880         case PTR_TO_PACKET_META:
4881         case PTR_TO_PACKET_END:
4882                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4883                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4884                 break;
4885         case PTR_TO_MEM:
4886         default:
4887                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4888                         mem_size, off, size);
4889         }
4890
4891         return -EACCES;
4892 }
4893
4894 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4895 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4896                                    int off, int size, u32 mem_size,
4897                                    bool zero_size_allowed)
4898 {
4899         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4900         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4901         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4902         int err;
4903
4904         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4905          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4906          * to make sure our theoretical access will be safe.
4907          *
4908          * The minimum value is only important with signed
4909          * comparisons where we can't assume the floor of a
4910          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4911          * index'es we need to make sure that whatever we use
4912          * will have a set floor within our range.
4913          */
4914         if (reg->smin_value < 0 &&
4915             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4916              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4917               reg->smin_value + off < 0)) {
4918                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4919                         regno);
4920                 return -EACCES;
4921         }
4922         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4923                                  mem_size, zero_size_allowed);
4924         if (err) {
4925                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4926                         regno);
4927                 return err;
4928         }
4929
4930         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4931          * sure we won't do bad things.
4932          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4933          */
4934         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4935                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4936                         regno);
4937                 return -EACCES;
4938         }
4939         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4940                                  mem_size, zero_size_allowed);
4941         if (err) {
4942                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4943                         regno);
4944                 return err;
4945         }
4946
4947         return 0;
4948 }
4949
4950 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4951                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4952                                bool fixed_off_ok)
4953 {
4954         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4955          * is only allowed in its original, unmodified form.
4956          */
4957
4958         if (reg->off < 0) {
4959                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4960                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4961                 return -EACCES;
4962         }
4963
4964         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4965                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4966                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4967                 return -EACCES;
4968         }
4969
4970         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4971                 char tn_buf[48];
4972
4973                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4974                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4975                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4976                 return -EACCES;
4977         }
4978
4979         return 0;
4980 }
4981
4982 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4983                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4984 {
4985         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4986 }
4987
4988 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4989                                struct btf_field *kptr_field,
4990                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4991 {
4992         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4993         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4994         const char *reg_name = "";
4995
4996         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4997         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4998                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
4999
5000         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5001                 goto bad_type;
5002
5003         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
5004                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
5005                 return -EINVAL;
5006         }
5007         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5008         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5009
5010         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5011          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5012          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5013          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5014          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5015          */
5016         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5017                 return -EACCES;
5018
5019         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
5020          * we also need to take into account the reg->off.
5021          *
5022          * We want to support cases like:
5023          *
5024          * struct foo {
5025          *         struct bar br;
5026          *         struct baz bz;
5027          * };
5028          *
5029          * struct foo *v;
5030          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5031          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5032          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5033          *                    // first member type of struct after comparison fails
5034          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5035          *                    // to match type
5036          *
5037          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5038          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5039          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5040          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5041          * strict mode to true for type match.
5042          */
5043         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5044                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5045                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5046                 goto bad_type;
5047         return 0;
5048 bad_type:
5049         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5050                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5051         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5052         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5053                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5054                         targ_name);
5055         else
5056                 verbose(env, "\n");
5057         return -EINVAL;
5058 }
5059
5060 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5061  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5062  */
5063 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5064 {
5065         return env->cur_state->active_rcu_lock || !env->prog->aux->sleepable;
5066 }
5067
5068 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5069 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5070 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5071 BTF_ID(struct, cgroup)
5072 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5073 BTF_ID(struct, task_struct)
5074 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5075
5076 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5077 {
5078         if (!btf_is_kernel(btf))
5079                 return false;
5080         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5081 }
5082
5083 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5084 {
5085         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5086
5087         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5088 }
5089
5090 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5091                                  int value_regno, int insn_idx,
5092                                  struct btf_field *kptr_field)
5093 {
5094         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5095         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5096         struct bpf_reg_state *val_reg;
5097
5098         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5099          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5100          *  - size of access (must be BPF_DW)
5101          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5102          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5103          */
5104         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5105         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5106                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5107                 return -EACCES;
5108         }
5109
5110         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5111          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5112          */
5113         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5114                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5115                 return -EACCES;
5116         }
5117
5118         if (class == BPF_LDX) {
5119                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5120                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5121                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5122                  */
5123                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5124                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5125                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5126                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5127                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5128                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5129                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5130         } else if (class == BPF_STX) {
5131                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5132                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5133                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5134                         return -EACCES;
5135         } else if (class == BPF_ST) {
5136                 if (insn->imm) {
5137                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5138                                 kptr_field->offset);
5139                         return -EACCES;
5140                 }
5141         } else {
5142                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5143                 return -EACCES;
5144         }
5145         return 0;
5146 }
5147
5148 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5149 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5150                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5151                             enum bpf_access_src src)
5152 {
5153         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5154         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5155         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5156         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5157         struct btf_record *rec;
5158         int err, i;
5159
5160         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5161                                       zero_size_allowed);
5162         if (err)
5163                 return err;
5164
5165         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5166                 return 0;
5167         rec = map->record;
5168         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5169                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5170                 u32 p = field->offset;
5171
5172                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5173                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5174                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5175                  */
5176                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5177                     p < reg->umax_value + off + size) {
5178                         switch (field->type) {
5179                         case BPF_KPTR_UNREF:
5180                         case BPF_KPTR_REF:
5181                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5182                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5183                                         return -EACCES;
5184                                 }
5185                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5186                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5187                                         return -EACCES;
5188                                 }
5189                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5190                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5191                                                 p, off + reg->var_off.value);
5192                                         return -EACCES;
5193                                 }
5194                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5195                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5196                                         return -EACCES;
5197                                 }
5198                                 break;
5199                         default:
5200                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5201                                         btf_field_type_name(field->type));
5202                                 return -EACCES;
5203                         }
5204                 }
5205         }
5206         return 0;
5207 }
5208
5209 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5210
5211 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5212                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5213                                        enum bpf_access_type t)
5214 {
5215         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5216
5217         switch (prog_type) {
5218         /* Program types only with direct read access go here! */
5219         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5220         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5221         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5222         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5223         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5224         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5225                 if (t == BPF_WRITE)
5226                         return false;
5227                 fallthrough;
5228
5229         /* Program types with direct read + write access go here! */
5230         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5231         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5232         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5233         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5234         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5235         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5236                 if (meta)
5237                         return meta->pkt_access;
5238
5239                 env->seen_direct_write = true;
5240                 return true;
5241
5242         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5243                 if (t == BPF_WRITE)
5244                         env->seen_direct_write = true;
5245
5246                 return true;
5247
5248         default:
5249                 return false;
5250         }
5251 }
5252
5253 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5254                                int size, bool zero_size_allowed)
5255 {
5256         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5257         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5258         int err;
5259
5260         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5261          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5262          * offset.
5263          */
5264
5265         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5266          * detail to prove they're safe.
5267          */
5268         if (reg->smin_value < 0) {
5269                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5270                         regno);
5271                 return -EACCES;
5272         }
5273
5274         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5275               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5276                                  zero_size_allowed);
5277         if (err) {
5278                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5279                 return err;
5280         }
5281
5282         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5283          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5284          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5285          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5286          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5287          */
5288         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5289                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5290                       off + reg->umax_value + size - 1);
5291
5292         return err;
5293 }
5294
5295 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5296 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5297                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5298                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5299 {
5300         struct bpf_insn_access_aux info = {
5301                 .reg_type = *reg_type,
5302                 .log = &env->log,
5303         };
5304
5305         if (env->ops->is_valid_access &&
5306             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5307                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5308                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5309                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5310                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5311                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5312                  * type of narrower access.
5313                  */
5314                 *reg_type = info.reg_type;
5315
5316                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5317                         *btf = info.btf;
5318                         *btf_id = info.btf_id;
5319                 } else {
5320                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5321                 }
5322                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5323                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5324                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5325                 return 0;
5326         }
5327
5328         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5329         return -EACCES;
5330 }
5331
5332 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5333                                   int size)
5334 {
5335         if (size < 0 || off < 0 ||
5336             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5337                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5338                         off, size);
5339                 return -EACCES;
5340         }
5341         return 0;
5342 }
5343
5344 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5345                              u32 regno, int off, int size,
5346                              enum bpf_access_type t)
5347 {
5348         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5349         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5350         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5351         bool valid;
5352
5353         if (reg->smin_value < 0) {
5354                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5355                         regno);
5356                 return -EACCES;
5357         }
5358
5359         switch (reg->type) {
5360         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5361                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5362                 break;
5363         case PTR_TO_SOCKET:
5364                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5365                 break;
5366         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5367                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5368                 break;
5369         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5370                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5371                 break;
5372         default:
5373                 valid = false;
5374         }
5375
5376
5377         if (valid) {
5378                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5379                         info.ctx_field_size;
5380                 return 0;
5381         }
5382
5383         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5384                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5385
5386         return -EACCES;
5387 }
5388
5389 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5390 {
5391         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5392 }
5393
5394 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5395 {
5396         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5397
5398         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5399 }
5400
5401 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5402 {
5403         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5404
5405         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5406 }
5407
5408 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5409 {
5410         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5411
5412         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5413 }
5414
5415 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5416 {
5417         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5418
5419         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5420         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5421 }
5422
5423 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5424 #ifdef CONFIG_NET
5425         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5426         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5427         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5428 #endif
5429         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5430 };
5431
5432 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5433 {
5434         /* A referenced register is always trusted. */
5435         if (reg->ref_obj_id)
5436                 return true;
5437
5438         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5439         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5440                 return true;
5441
5442         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5443          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5444          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5445          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5446          * not.
5447          *
5448          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5449          * for whether a register is trusted.
5450          */
5451         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5452                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5453 }
5454
5455 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5456 {
5457         return reg->type & MEM_RCU;
5458 }
5459
5460 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5461 {
5462         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5463 }
5464
5465 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5466                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5467                                    int off, int size, bool strict)
5468 {
5469         struct tnum reg_off;
5470         int ip_align;
5471
5472         /* Byte size accesses are always allowed. */
5473         if (!strict || size == 1)
5474                 return 0;
5475
5476         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5477          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5478          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5479          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5480          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5481          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5482          * unconditional IP align value of '2'.
5483          */
5484         ip_align = 2;
5485
5486         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5487         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5488                 char tn_buf[48];
5489
5490                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5491                 verbose(env,
5492                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5493                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5494                 return -EACCES;
5495         }
5496
5497         return 0;
5498 }
5499
5500 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5501                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5502                                        const char *pointer_desc,
5503                                        int off, int size, bool strict)
5504 {
5505         struct tnum reg_off;
5506
5507         /* Byte size accesses are always allowed. */
5508         if (!strict || size == 1)
5509                 return 0;
5510
5511         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5512         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5513                 char tn_buf[48];
5514
5515                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5516                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5517                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5518                 return -EACCES;
5519         }
5520
5521         return 0;
5522 }
5523
5524 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5525                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5526                                int size, bool strict_alignment_once)
5527 {
5528         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5529         const char *pointer_desc = "";
5530
5531         switch (reg->type) {
5532         case PTR_TO_PACKET:
5533         case PTR_TO_PACKET_META:
5534                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5535                  * right in front, treat it the very same way.
5536                  */
5537                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5538         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5539                 pointer_desc = "flow keys ";
5540                 break;
5541         case PTR_TO_MAP_KEY:
5542                 pointer_desc = "key ";
5543                 break;
5544         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5545                 pointer_desc = "value ";
5546                 break;
5547         case PTR_TO_CTX:
5548                 pointer_desc = "context ";
5549                 break;
5550         case PTR_TO_STACK:
5551                 pointer_desc = "stack ";
5552                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5553                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5554                  * aligned.
5555                  */
5556                 strict = true;
5557                 break;
5558         case PTR_TO_SOCKET:
5559                 pointer_desc = "sock ";
5560                 break;
5561         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5562                 pointer_desc = "sock_common ";
5563                 break;
5564         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5565                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5566                 break;
5567         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5568                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5569                 break;
5570         default:
5571                 break;
5572         }
5573         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5574                                            strict);
5575 }
5576
5577 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5578                               const struct bpf_func_state *func,
5579                               int off)
5580 {
5581         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5582
5583         if (stack >= -off)
5584                 return 0;
5585
5586         /* update known max for given subprogram */
5587         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5588         return 0;
5589 }
5590
5591 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5592  * and recursively walk all callees that given function can call.
5593  * Ignore jump and exit insns.
5594  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5595  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5596  */
5597 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5598 {
5599         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5600         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5601         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5602         bool tail_call_reachable = false;
5603         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5604         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5605         int j;
5606
5607         i = subprog[idx].start;
5608 process_func:
5609         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5610          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5611          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5612          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5613          * 8k).
5614          *
5615          * To get the idea what might happen, see an example:
5616          * func1 -> sub rsp, 128
5617          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5618          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5619          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5620          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5621          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5622          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5623          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5624          *
5625          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5626          * of caller's stack as shown on the example above.
5627          */
5628         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5629                 verbose(env,
5630                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5631                         depth);
5632                 return -EACCES;
5633         }
5634         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5635          * of interpreter stack size
5636          */
5637         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5638         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5639                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5640                         frame + 1, depth);
5641                 return -EACCES;
5642         }
5643 continue_func:
5644         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5645         for (; i < subprog_end; i++) {
5646                 int next_insn, sidx;
5647
5648                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5649                         continue;
5650                 /* remember insn and function to return to */
5651                 ret_insn[frame] = i + 1;
5652                 ret_prog[frame] = idx;
5653
5654                 /* find the callee */
5655                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5656                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5657                 if (sidx < 0) {
5658                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5659                                   next_insn);
5660                         return -EFAULT;
5661                 }
5662                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5663                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5664                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5665                                 return -EFAULT;
5666                         }
5667                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5668                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5669                                 continue;
5670                 }
5671                 i = next_insn;
5672                 idx = sidx;
5673
5674                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5675                         tail_call_reachable = true;
5676
5677                 frame++;
5678                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5679                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5680                                 frame);
5681                         return -E2BIG;
5682                 }
5683                 goto process_func;
5684         }
5685         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5686          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5687          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5688          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5689          */
5690         if (tail_call_reachable)
5691                 for (j = 0; j < frame; j++)
5692                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5693         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5694                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5695
5696         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5697          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5698          */
5699         if (frame == 0)
5700                 return 0;
5701         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5702         frame--;
5703         i = ret_insn[frame];
5704         idx = ret_prog[frame];
5705         goto continue_func;
5706 }
5707
5708 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5709 {
5710         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5711         int ret;
5712
5713         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5714                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5715                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5716                         if (ret < 0)
5717                                 return ret;
5718                 }
5719                 continue;
5720         }
5721         return 0;
5722 }
5723
5724 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5725 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5726                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5727 {
5728         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5729
5730         subprog = find_subprog(env, start);
5731         if (subprog < 0) {
5732                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5733                           start);
5734                 return -EFAULT;
5735         }
5736         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5737 }
5738 #endif
5739
5740 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5741                                  const char *buf_info,
5742                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5743                                  int regno, int off, int size)
5744 {
5745         if (off < 0) {
5746                 verbose(env,
5747                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5748                         regno, buf_info, off, size);
5749                 return -EACCES;
5750         }
5751         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5752                 char tn_buf[48];
5753
5754                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5755                 verbose(env,
5756                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5757                         regno, off, tn_buf);
5758                 return -EACCES;
5759         }
5760
5761         return 0;
5762 }
5763
5764 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5765                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5766                                   int regno, int off, int size)
5767 {
5768         int err;
5769
5770         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5771         if (err)
5772                 return err;
5773
5774         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5775                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5776
5777         return 0;
5778 }
5779
5780 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5781                                const struct bpf_reg_state *reg,
5782                                int regno, int off, int size,
5783                                bool zero_size_allowed,
5784                                u32 *max_access)
5785 {
5786         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5787         int err;
5788
5789         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5790         if (err)
5791                 return err;
5792
5793         if (off + size > *max_access)
5794                 *max_access = off + size;
5795
5796         return 0;
5797 }
5798
5799 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5800 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5801 {
5802         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5803         __reg_assign_32_into_64(reg);
5804 }
5805
5806 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5807  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5808  */
5809 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5810 {
5811         u64 mask;
5812
5813         /* clear high bits in bit representation */
5814         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5815
5816         /* fix arithmetic bounds */
5817         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5818         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5819                 reg->umin_value &= mask;
5820                 reg->umax_value &= mask;
5821         } else {
5822                 reg->umin_value = 0;
5823                 reg->umax_value = mask;
5824         }
5825         reg->smin_value = reg->umin_value;
5826         reg->smax_value = reg->umax_value;
5827
5828         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5829          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5830          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5831          */
5832         if (size >= 4)
5833                 return;
5834         __reg_combine_64_into_32(reg);
5835 }
5836
5837 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5838 {
5839         if (size == 1) {
5840                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
5841                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
5842         } else if (size == 2) {
5843                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
5844                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
5845         } else {
5846                 /* size == 4 */
5847                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
5848                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
5849         }
5850         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
5851         reg->umax_value = U64_MAX;
5852         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5853         reg->var_off = tnum_unknown;
5854 }
5855
5856 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5857 {
5858         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
5859         u64 top_smax_value, top_smin_value;
5860         u64 num_bits = size * 8;
5861
5862         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5863                 u64_cval = reg->var_off.value;
5864                 if (size == 1)
5865                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
5866                 else if (size == 2)
5867                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
5868                 else
5869                         /* size == 4 */
5870                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
5871
5872                 u64_cval = reg->var_off.value;
5873                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
5874                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
5875                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
5876                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
5877                 return;
5878         }
5879
5880         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
5881         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
5882
5883         if (top_smax_value != top_smin_value)
5884                 goto out;
5885
5886         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
5887         if (size == 1) {
5888                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
5889                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
5890         } else if (size == 2) {
5891                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
5892                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
5893         } else {
5894                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
5895                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
5896         }
5897
5898         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
5899         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
5900
5901         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
5902         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
5903                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
5904                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
5905                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
5906                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
5907                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
5908                 return;
5909         }
5910
5911 out:
5912         set_sext64_default_val(reg, size);
5913 }
5914
5915 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5916 {
5917         if (size == 1) {
5918                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
5919                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
5920         } else {
5921                 /* size == 2 */
5922                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
5923                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
5924         }
5925         reg->u32_min_value = 0;
5926         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5927 }
5928
5929 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5930 {
5931         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
5932         u32 top_smax_value, top_smin_value;
5933         u32 num_bits = size * 8;
5934
5935         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5936                 u32_val = reg->var_off.value;
5937                 if (size == 1)
5938                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
5939                 else
5940                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
5941
5942                 u32_val = reg->var_off.value;
5943                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
5944                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
5945                 return;
5946         }
5947
5948         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
5949         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
5950
5951         if (top_smax_value != top_smin_value)
5952                 goto out;
5953
5954         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
5955         if (size == 1) {
5956                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
5957                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
5958         } else {
5959                 /* size == 2 */
5960                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
5961                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
5962         }
5963         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
5964         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
5965
5966         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
5967                 reg->s32_min_value = s32_min;
5968                 reg->s32_max_value = s32_max;
5969                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
5970                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
5971                 return;
5972         }
5973
5974 out:
5975         set_sext32_default_val(reg, size);
5976 }
5977
5978 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5979 {
5980         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5981          *
5982          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5983          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5984          *    and was set at map creation time.
5985          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5986          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5987          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5988          *    the map's lifetime from that point onwards.
5989          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5990          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5991          *    assume that map value(s) are immutable.
5992          */
5993         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5994                READ_ONCE(map->frozen) &&
5995                !bpf_map_write_active(map);
5996 }
5997
5998 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
5999                                bool is_ldsx)
6000 {
6001         void *ptr;
6002         u64 addr;
6003         int err;
6004
6005         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6006         if (err)
6007                 return err;
6008         ptr = (void *)(long)addr + off;
6009
6010         switch (size) {
6011         case sizeof(u8):
6012                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6013                 break;
6014         case sizeof(u16):
6015                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6016                 break;
6017         case sizeof(u32):
6018                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6019                 break;
6020         case sizeof(u64):
6021                 *val = *(u64 *)ptr;
6022                 break;
6023         default:
6024                 return -EINVAL;
6025         }
6026         return 0;
6027 }
6028
6029 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6030 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6031 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6032
6033 /*
6034  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6035  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6036  * btf_type_tag.
6037  */
6038
6039 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6040 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6041         const cpumask_t *cpus_ptr;
6042         struct css_set __rcu *cgroups;
6043         struct task_struct __rcu *real_parent;
6044         struct task_struct *group_leader;
6045 };
6046
6047 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6048         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6049         struct kernfs_node *kn;
6050 };
6051
6052 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6053         struct cgroup *dfl_cgrp;
6054 };
6055
6056 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6057 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6058         struct file __rcu *exe_file;
6059 };
6060
6061 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6062  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6063  */
6064 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6065         struct sock *sk;
6066 };
6067
6068 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6069         struct sock *sk;
6070 };
6071
6072 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6073 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6074         struct seq_file *seq;
6075 };
6076
6077 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6078         struct bpf_iter_meta *meta;
6079         struct task_struct *task;
6080 };
6081
6082 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6083         struct file *file;
6084 };
6085
6086 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6087         struct inode *f_inode;
6088 };
6089
6090 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6091         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6092         struct inode *d_inode;
6093 };
6094
6095 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6096         struct sock *sk;
6097 };
6098
6099 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6100                         struct bpf_reg_state *reg,
6101                         const char *field_name, u32 btf_id)
6102 {
6103         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6104         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6105         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6106
6107         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6108 }
6109
6110 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6111                                 struct bpf_reg_state *reg,
6112                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6113 {
6114         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6115         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6116         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6117
6118         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6119 }
6120
6121 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6122                             struct bpf_reg_state *reg,
6123                             const char *field_name, u32 btf_id)
6124 {
6125         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6126         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6127         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6128         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6129         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6130         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6131
6132         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6133 }
6134
6135 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6136                                    struct bpf_reg_state *regs,
6137                                    int regno, int off, int size,
6138                                    enum bpf_access_type atype,
6139                                    int value_regno)
6140 {
6141         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6142         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6143         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6144         const char *field_name = NULL;
6145         enum bpf_type_flag flag = 0;
6146         u32 btf_id = 0;
6147         int ret;
6148
6149         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6150                 verbose(env,
6151                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6152                         tname);
6153                 return -EPERM;
6154         }
6155         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6156                 verbose(env,
6157                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6158                         tname);
6159                 return -EINVAL;
6160         }
6161         if (off < 0) {
6162                 verbose(env,
6163                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6164                         regno, tname, off);
6165                 return -EACCES;
6166         }
6167         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6168                 char tn_buf[48];
6169
6170                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6171                 verbose(env,
6172                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6173                         regno, tname, off, tn_buf);
6174                 return -EACCES;
6175         }
6176
6177         if (reg->type & MEM_USER) {
6178                 verbose(env,
6179                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6180                         regno, tname, off);
6181                 return -EACCES;
6182         }
6183
6184         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6185                 verbose(env,
6186                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6187                         regno, tname, off);
6188                 return -EACCES;
6189         }
6190
6191         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6192                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6193                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6194                         return -EFAULT;
6195                 }
6196                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6197         } else {
6198                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6199                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6200                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6201                  */
6202                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6203                         verbose(env, "only read is supported\n");
6204                         return -EACCES;
6205                 }
6206
6207                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6208                     !reg->ref_obj_id) {
6209                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6210                         return -EFAULT;
6211                 }
6212
6213                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6214         }
6215
6216         if (ret < 0)
6217                 return ret;
6218
6219         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6220                 /* just mark; */
6221
6222         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6223                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6224                  * also inherit the untrusted flag.
6225                  */
6226                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6227
6228         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6229                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6230                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6231                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6232                  * For example:
6233                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6234                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6235                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6236                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6237                  *
6238                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6239                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6240                  */
6241                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6242                         flag |= PTR_TRUSTED;
6243                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6244                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6245                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6246                                 flag |= MEM_RCU;
6247                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6248                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6249                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6250                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6251
6252                                 /* We always trust them */
6253                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6254                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6255                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6256                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6257                                 /* keep as-is */
6258                         } else {
6259                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6260                                 clear_trusted_flags(&flag);
6261                         }
6262                 } else {
6263                         /*
6264                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6265                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6266                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6267                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6268                          * compat reasons.
6269                          */
6270                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6271                 }
6272         } else {
6273                 /* Old compat. Deprecated */
6274                 clear_trusted_flags(&flag);
6275         }
6276
6277         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6278                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6279
6280         return 0;
6281 }
6282
6283 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6284                                    struct bpf_reg_state *regs,
6285                                    int regno, int off, int size,
6286                                    enum bpf_access_type atype,
6287                                    int value_regno)
6288 {
6289         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6290         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6291         struct bpf_reg_state map_reg;
6292         enum bpf_type_flag flag = 0;
6293         const struct btf_type *t;
6294         const char *tname;
6295         u32 btf_id;
6296         int ret;
6297
6298         if (!btf_vmlinux) {
6299                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6300                 return -ENOTSUPP;
6301         }
6302
6303         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6304                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6305                         map->map_type);
6306                 return -ENOTSUPP;
6307         }
6308
6309         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6310         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6311
6312         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6313                 verbose(env,
6314                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6315                         tname);
6316                 return -EPERM;
6317         }
6318
6319         if (off < 0) {
6320                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6321                         regno, tname, off);
6322                 return -EACCES;
6323         }
6324
6325         if (atype != BPF_READ) {
6326                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6327                 return -EACCES;
6328         }
6329
6330         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6331         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6332         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6333         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6334         if (ret < 0)
6335                 return ret;
6336
6337         if (value_regno >= 0)
6338                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6339
6340         return 0;
6341 }
6342
6343 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6344  * maximum valid offset is -1.
6345  *
6346  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6347  * -state->allocated_stack for reads.
6348  */
6349 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6350                                           struct bpf_func_state *state,
6351                                           enum bpf_access_type t)
6352 {
6353         int min_valid_off;
6354
6355         if (t == BPF_WRITE)
6356                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6357         else
6358                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6359
6360         if (off < min_valid_off || off > -1)
6361                 return -EACCES;
6362         return 0;
6363 }
6364
6365 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6366  * bounds.
6367  *
6368  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6369  */
6370 static int check_stack_access_within_bounds(
6371                 struct bpf_verifier_env *env,
6372                 int regno, int off, int access_size,
6373                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6374 {
6375         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6376         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6377         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6378         int min_off, max_off;
6379         int err;
6380         char *err_extra;
6381
6382         if (src == ACCESS_HELPER)
6383                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6384                 err_extra = " indirect access to";
6385         else if (type == BPF_READ)
6386                 err_extra = " read from";
6387         else
6388                 err_extra = " write to";
6389
6390         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6391                 min_off = reg->var_off.value + off;
6392                 if (access_size > 0)
6393                         max_off = min_off + access_size - 1;
6394                 else
6395                         max_off = min_off;
6396         } else {
6397                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6398                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6399                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6400                                 err_extra, regno);
6401                         return -EACCES;
6402                 }
6403                 min_off = reg->smin_value + off;
6404                 if (access_size > 0)
6405                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6406                 else
6407                         max_off = min_off;
6408         }
6409
6410         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6411         if (!err)
6412                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6413
6414         if (err) {
6415                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6416                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6417                                 err_extra, regno, off, access_size);
6418                 } else {
6419                         char tn_buf[48];
6420
6421                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6422                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6423                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6424                 }
6425         }
6426         return err;
6427 }
6428
6429 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6430  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6431  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6432  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6433  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6434  */
6435 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6436                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6437                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6438 {
6439         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6440         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6441         struct bpf_func_state *state;
6442         int size, err = 0;
6443
6444         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6445         if (size < 0)
6446                 return size;
6447
6448         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6449         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6450         if (err)
6451                 return err;
6452
6453         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6454         off += reg->off;
6455
6456         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6457                 if (t == BPF_WRITE) {
6458                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6459                         return -EACCES;
6460                 }
6461
6462                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6463                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6464                 if (err)
6465                         return err;
6466                 if (value_regno >= 0)
6467                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6468         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6469                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6470
6471                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6472                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6473                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6474                         return -EACCES;
6475                 }
6476                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6477                 if (err)
6478                         return err;
6479                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6480                 if (err)
6481                         return err;
6482                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6483                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6484                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6485                 if (kptr_field) {
6486                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6487                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6488                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6489
6490                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6491                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6492                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6493                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6494                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6495                                 u64 val = 0;
6496
6497                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6498                                                           &val, is_ldsx);
6499                                 if (err)
6500                                         return err;
6501
6502                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6503                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6504                         } else {
6505                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6506                         }
6507                 }
6508         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6509                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6510
6511                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6512                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6513                                 reg_type_str(env, reg->type));
6514                         return -EACCES;
6515                 }
6516
6517                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6518                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6519                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6520                         return -EACCES;
6521                 }
6522
6523                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6524                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6525                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6526                         return -EACCES;
6527                 }
6528
6529                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6530                                               reg->mem_size, false);
6531                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6532                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6533         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6534                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6535                 struct btf *btf = NULL;
6536                 u32 btf_id = 0;
6537
6538                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6539                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6540                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6541                         return -EACCES;
6542                 }
6543
6544                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6545                 if (err < 0)
6546                         return err;
6547
6548                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6549                                        &btf_id);
6550                 if (err)
6551                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6552                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6553                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6554                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6555                          * case, we know the offset is zero.
6556                          */
6557                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6558                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6559                         } else {
6560                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6561                                                     value_regno);
6562                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6563                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6564                                 /* A load of ctx field could have different
6565                                  * actual load size with the one encoded in the
6566                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6567                                  * a sub-register.
6568                                  */
6569                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6570                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6571                                         regs[value_regno].btf = btf;
6572                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6573                                 }
6574                         }
6575                         regs[value_regno].type = reg_type;
6576                 }
6577
6578         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6579                 /* Basic bounds checks. */
6580                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6581                 if (err)
6582                         return err;
6583
6584                 state = func(env, reg);
6585                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6586                 if (err)
6587                         return err;
6588
6589                 if (t == BPF_READ)
6590                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6591                                                value_regno);
6592                 else
6593                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6594                                                 value_regno, insn_idx);
6595         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6596                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6597                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6598                         return -EACCES;
6599                 }
6600                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6601                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6602                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6603                                 value_regno);
6604                         return -EACCES;
6605                 }
6606                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6607                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6608                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6609         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6610                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6611                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6612                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6613                                 value_regno);
6614                         return -EACCES;
6615                 }
6616
6617                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6618                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6619                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6620         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6621                 if (t == BPF_WRITE) {
6622                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6623                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6624                         return -EACCES;
6625                 }
6626                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6627                 if (!err && value_regno >= 0)
6628                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6629         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6630                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6631                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6632                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6633         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6634                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6635                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6636                                               value_regno);
6637         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6638                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6639                                               value_regno);
6640         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6641                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6642                 u32 *max_access;
6643
6644                 if (rdonly_mem) {
6645                         if (t == BPF_WRITE) {
6646                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6647                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6648                                 return -EACCES;
6649                         }
6650                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6651                 } else {
6652                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6653                 }
6654
6655                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6656                                           max_access);
6657
6658                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6659                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6660         } else {
6661                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6662                         reg_type_str(env, reg->type));
6663                 return -EACCES;
6664         }
6665
6666         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6667             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6668                 if (!is_ldsx)
6669                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6670                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6671                 else
6672                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6673         }
6674         return err;
6675 }
6676
6677 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6678 {
6679         int load_reg;
6680         int err;
6681
6682         switch (insn->imm) {
6683         case BPF_ADD:
6684         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6685         case BPF_AND:
6686         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6687         case BPF_OR:
6688         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6689         case BPF_XOR:
6690         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6691         case BPF_XCHG:
6692         case BPF_CMPXCHG:
6693                 break;
6694         default:
6695                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6696                 return -EINVAL;
6697         }
6698
6699         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6700                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6701                 return -EINVAL;
6702         }
6703
6704         /* check src1 operand */
6705         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6706         if (err)
6707                 return err;
6708
6709         /* check src2 operand */
6710         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6711         if (err)
6712                 return err;
6713
6714         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6715                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6716                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6717
6718                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6719                 if (err)
6720                         return err;
6721
6722                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6723                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6724                         return -EACCES;
6725                 }
6726         }
6727
6728         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6729                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6730                 return -EACCES;
6731         }
6732
6733         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6734             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6735             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6736             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6737                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6738                         insn->dst_reg,
6739                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6740                 return -EACCES;
6741         }
6742
6743         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6744                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6745                         load_reg = BPF_REG_0;
6746                 else
6747                         load_reg = insn->src_reg;
6748
6749                 /* check and record load of old value */
6750                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6751                 if (err)
6752                         return err;
6753         } else {
6754                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6755                  * actually load it into a register.
6756                  */
6757                 load_reg = -1;
6758         }
6759
6760         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6761          * case to simulate the register fill.
6762          */
6763         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6764                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6765         if (!err && load_reg >= 0)
6766                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6767                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6768                                        true, false);
6769         if (err)
6770                 return err;
6771
6772         /* Check whether we can write into the same memory. */
6773         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6774                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6775         if (err)
6776                 return err;
6777
6778         return 0;
6779 }
6780
6781 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6782  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6783  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6784  *
6785  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6786  *
6787  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6788  * read offsets are marked as read.
6789  */
6790 static int check_stack_range_initialized(
6791                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6792                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6793                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6794 {
6795         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6796         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6797         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6798         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6799         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6800         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6801          * read-only.
6802          */
6803         bool clobber = false;
6804
6805         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6806                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6807                 return -EACCES;
6808         }
6809
6810         if (type == ACCESS_HELPER) {
6811                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6812                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6813                  * checks below.
6814                  */
6815                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6816                 clobber = true;
6817         } else {
6818                 bounds_check_type = BPF_READ;
6819         }
6820         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6821                                                type, bounds_check_type);
6822         if (err)
6823                 return err;
6824
6825
6826         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6827                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6828         } else {
6829                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6830                  * simplicity since it requires corresponding support in
6831                  * Spectre masking for stack ALU.
6832                  * See also retrieve_ptr_limit().
6833                  */
6834                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6835                         char tn_buf[48];
6836
6837                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6838                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6839                                 regno, err_extra, tn_buf);
6840                         return -EACCES;
6841                 }
6842                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6843                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6844                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6845                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6846                  * cause uninitialized stack leaking.
6847                  */
6848                 if (meta && meta->raw_mode)
6849                         meta = NULL;
6850
6851                 min_off = reg->smin_value + off;
6852                 max_off = reg->smax_value + off;
6853         }
6854
6855         if (meta && meta->raw_mode) {
6856                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6857                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6858                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6859                  * which takes:
6860                  *
6861                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6862                  *
6863                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6864                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6865                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6866                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6867                  * default.
6868                  */
6869                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6870                         int stack_off = -i - 1;
6871
6872                         spi = __get_spi(i);
6873                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6874                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6875                                 continue;
6876                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6877                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6878                                 return -EACCES;
6879                         }
6880                 }
6881                 meta->access_size = access_size;
6882                 meta->regno = regno;
6883                 return 0;
6884         }
6885
6886         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6887                 u8 *stype;
6888
6889                 slot = -i - 1;
6890                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6891                 if (state->allocated_stack <= slot)
6892                         goto err;
6893                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6894                 if (*stype == STACK_MISC)
6895                         goto mark;
6896                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6897                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6898                         if (clobber) {
6899                                 /* helper can write anything into the stack */
6900                                 *stype = STACK_MISC;
6901                         }
6902                         goto mark;
6903                 }
6904
6905                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6906                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6907                      env->allow_ptr_leaks)) {
6908                         if (clobber) {
6909                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6910                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6911                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6912                         }
6913                         goto mark;
6914                 }
6915
6916 err:
6917                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6918                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6919                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6920                 } else {
6921                         char tn_buf[48];
6922
6923                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6924                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6925                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6926                 }
6927                 return -EACCES;
6928 mark:
6929                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6930                  * the whole slot to be marked as 'read'
6931                  */
6932                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6933                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6934                               REG_LIVE_READ64);
6935                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6936                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6937                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6938                  * helper may write to the entire memory range.
6939                  */
6940         }
6941         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6942 }
6943
6944 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6945                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6946                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6947 {
6948         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6949         u32 *max_access;
6950
6951         switch (base_type(reg->type)) {
6952         case PTR_TO_PACKET:
6953         case PTR_TO_PACKET_META:
6954                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6955                                            zero_size_allowed);
6956         case PTR_TO_MAP_KEY:
6957                 if (meta && meta->raw_mode) {
6958                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6959                                 reg_type_str(env, reg->type));
6960                         return -EACCES;
6961                 }
6962                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6963                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6964         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6965                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6966                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6967                                           BPF_READ))
6968                         return -EACCES;
6969                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6970                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6971         case PTR_TO_MEM:
6972                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6973                         if (meta && meta->raw_mode) {
6974                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6975                                         reg_type_str(env, reg->type));
6976                                 return -EACCES;
6977                         }
6978                 }
6979                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6980                                                access_size, reg->mem_size,
6981                                                zero_size_allowed);
6982         case PTR_TO_BUF:
6983                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6984                         if (meta && meta->raw_mode) {
6985                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6986                                         reg_type_str(env, reg->type));
6987                                 return -EACCES;
6988                         }
6989
6990                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6991                 } else {
6992                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6993                 }
6994                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6995                                            access_size, zero_size_allowed,
6996                                            max_access);
6997         case PTR_TO_STACK:
6998                 return check_stack_range_initialized(
6999                                 env,
7000                                 regno, reg->off, access_size,
7001                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7002         case PTR_TO_BTF_ID:
7003                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7004                                                access_size, BPF_READ, -1);
7005         case PTR_TO_CTX:
7006                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7007                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7008                  * can not statically check its size.
7009                  * Dynamically check it now.
7010                  */
7011                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7012                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7013                         int offset = access_size - 1;
7014
7015                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7016                         if (access_size == 0)
7017                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7018
7019                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7020                                                 atype, -1, false, false);
7021                 }
7022
7023                 fallthrough;
7024         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7025                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7026                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7027                     register_is_null(reg))
7028                         return 0;
7029
7030                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7031                         reg_type_str(env, reg->type));
7032                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7033                 return -EACCES;
7034         }
7035 }
7036
7037 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7038                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7039                               bool zero_size_allowed,
7040                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7041 {
7042         int err;
7043
7044         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7045          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7046          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7047          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7048          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7049          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7050          * int type and negative retvals are allowed.
7051          */
7052         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7053
7054         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7055          * happens using its boundaries.
7056          */
7057         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7058                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7059                  * mode so that the program is required to
7060                  * initialize all the memory that the helper could
7061                  * just partially fill up.
7062                  */
7063                 meta = NULL;
7064
7065         if (reg->smin_value < 0) {
7066                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7067                         regno);
7068                 return -EACCES;
7069         }
7070
7071         if (reg->umin_value == 0) {
7072                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7073                                               zero_size_allowed,
7074                                               meta);
7075                 if (err)
7076                         return err;
7077         }
7078
7079         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7080                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7081                         regno);
7082                 return -EACCES;
7083         }
7084         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7085                                       reg->umax_value,
7086                                       zero_size_allowed, meta);
7087         if (!err)
7088                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7089         return err;
7090 }
7091
7092 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7093                    u32 regno, u32 mem_size)
7094 {
7095         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7096         struct bpf_reg_state saved_reg;
7097         struct bpf_call_arg_meta meta;
7098         int err;
7099
7100         if (register_is_null(reg))
7101                 return 0;
7102
7103         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7104         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7105          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7106          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7107          */
7108         if (may_be_null) {
7109                 saved_reg = *reg;
7110                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7111         }
7112
7113         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7114         /* Check access for BPF_WRITE */
7115         meta.raw_mode = true;
7116         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7117
7118         if (may_be_null)
7119                 *reg = saved_reg;
7120
7121         return err;
7122 }
7123
7124 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7125                                     u32 regno)
7126 {
7127         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7128         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7129         struct bpf_reg_state saved_reg;
7130         struct bpf_call_arg_meta meta;
7131         int err;
7132
7133         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7134
7135         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7136
7137         if (may_be_null) {
7138                 saved_reg = *mem_reg;
7139                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7140         }
7141
7142         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7143         /* Check access for BPF_WRITE */
7144         meta.raw_mode = true;
7145         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7146
7147         if (may_be_null)
7148                 *mem_reg = saved_reg;
7149         return err;
7150 }
7151
7152 /* Implementation details:
7153  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7154  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7155  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7156  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7157  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7158  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7159  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7160  * about actual address of the map element.
7161  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7162  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7163  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7164  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7165  * returned from bpf_obj_new.
7166  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7167  * dead-locks.
7168  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7169  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7170  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7171  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7172  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7173  */
7174 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7175                              bool is_lock)
7176 {
7177         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7178         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7179         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7180         u64 val = reg->var_off.value;
7181         struct bpf_map *map = NULL;
7182         struct btf *btf = NULL;
7183         struct btf_record *rec;
7184
7185         if (!is_const) {
7186                 verbose(env,
7187                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7188                         regno);
7189                 return -EINVAL;
7190         }
7191         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7192                 map = reg->map_ptr;
7193                 if (!map->btf) {
7194                         verbose(env,
7195                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7196                                 map->name);
7197                         return -EINVAL;
7198                 }
7199         } else {
7200                 btf = reg->btf;
7201         }
7202
7203         rec = reg_btf_record(reg);
7204         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7205                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7206                         map ? map->name : "kptr");
7207                 return -EINVAL;
7208         }
7209         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7210                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7211                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7212                 return -EINVAL;
7213         }
7214         if (is_lock) {
7215                 if (cur->active_lock.ptr) {
7216                         verbose(env,
7217                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7218                         return -EINVAL;
7219                 }
7220                 if (map)
7221                         cur->active_lock.ptr = map;
7222                 else
7223                         cur->active_lock.ptr = btf;
7224                 cur->active_lock.id = reg->id;
7225         } else {
7226                 void *ptr;
7227
7228                 if (map)
7229                         ptr = map;
7230                 else
7231                         ptr = btf;
7232
7233                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7234                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7235                         return -EINVAL;
7236                 }
7237                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7238                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7239                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7240                         return -EINVAL;
7241                 }
7242
7243                 invalidate_non_owning_refs(env);
7244
7245                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7246                 cur->active_lock.id = 0;
7247         }
7248         return 0;
7249 }
7250
7251 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7252                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7253 {
7254         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7255         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7256         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7257         u64 val = reg->var_off.value;
7258
7259         if (!is_const) {
7260                 verbose(env,
7261                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7262                         regno);
7263                 return -EINVAL;
7264         }
7265         if (!map->btf) {
7266                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7267                         map->name);
7268                 return -EINVAL;
7269         }
7270         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7271                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7272                 return -EINVAL;
7273         }
7274         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7275                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7276                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7277                 return -EINVAL;
7278         }
7279         if (meta->map_ptr) {
7280                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7281                 return -EFAULT;
7282         }
7283         meta->map_uid = reg->map_uid;
7284         meta->map_ptr = map;
7285         return 0;
7286 }
7287
7288 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7289                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7290 {
7291         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7292         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7293         struct btf_field *kptr_field;
7294         u32 kptr_off;
7295
7296         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7297                 verbose(env,
7298                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7299                         regno);
7300                 return -EINVAL;
7301         }
7302         if (!map_ptr->btf) {
7303                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7304                         map_ptr->name);
7305                 return -EINVAL;
7306         }
7307         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7308                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7309                 return -EINVAL;
7310         }
7311
7312         meta->map_ptr = map_ptr;
7313         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7314         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7315         if (!kptr_field) {
7316                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7317                 return -EACCES;
7318         }
7319         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7320                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7321                 return -EACCES;
7322         }
7323         meta->kptr_field = kptr_field;
7324         return 0;
7325 }
7326
7327 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7328  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7329  *
7330  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7331  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7332  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7333  *
7334  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7335  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7336  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7337  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7338  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7339  * memory that dynptr points to.
7340  *
7341  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7342  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7343  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7344  *
7345  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7346  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7347  * points to.
7348  *
7349  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7350  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7351  */
7352 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7353                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7354 {
7355         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7356         int err;
7357
7358         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7359          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7360          */
7361         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7362                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7363                 return -EFAULT;
7364         }
7365
7366         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7367          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7368          *
7369          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7370          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7371          *               contain an existing bpf_dynptr.
7372          *
7373          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7374          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7375          *               may be mutated.
7376          *
7377          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7378          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7379          *               to.
7380          */
7381         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7382                 int i;
7383
7384                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7385                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7386                         return -EINVAL;
7387                 }
7388
7389                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7390                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7391                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7392                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7393                         if (err)
7394                                 return err;
7395                 }
7396
7397                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7398         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7399                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7400                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7401                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7402                         return -EINVAL;
7403                 }
7404
7405                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7406                         verbose(env,
7407                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7408                                 regno);
7409                         return -EINVAL;
7410                 }
7411
7412                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7413                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7414                         verbose(env,
7415                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7416                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7417                         return -EINVAL;
7418                 }
7419
7420                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7421         }
7422         return err;
7423 }
7424
7425 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7426 {
7427         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7428
7429         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7430 }
7431
7432 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7433 {
7434         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7435 }
7436
7437 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7438 {
7439         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7440 }
7441
7442 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7443 {
7444         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7445 }
7446
7447 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7448 {
7449         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7450 }
7451
7452 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7453 {
7454         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7455          * kfunc is iter state pointer
7456          */
7457         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7458 }
7459
7460 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7461                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7462 {
7463         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7464         const struct btf_type *t;
7465         const struct btf_param *arg;
7466         int spi, err, i, nr_slots;
7467         u32 btf_id;
7468
7469         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7470         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7471         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7472         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7473         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7474
7475         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7476                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7477                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7478                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7479                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7480                         return -EINVAL;
7481                 }
7482
7483                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7484                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7485                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7486                         if (err)
7487                                 return err;
7488                 }
7489
7490                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7491                 if (err)
7492                         return err;
7493         } else {
7494                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7495                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7496                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7497                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7498                         return -EINVAL;
7499                 }
7500
7501                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7502                 if (spi < 0)
7503                         return spi;
7504
7505                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7506                 if (err)
7507                         return err;
7508
7509                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7510                 meta->iter.spi = spi;
7511                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7512                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7513
7514                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7515                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7516                         if (err)
7517                                 return err;
7518                 }
7519         }
7520
7521         return 0;
7522 }
7523
7524 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7525  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7526  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7527  *
7528  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7529  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7530  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7531  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7532  *
7533  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7534  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7535  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7536  *
7537  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7538  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7539  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7540  * exit.
7541  *
7542  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7543  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7544  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7545  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7546  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7547  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7548  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7549  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7550  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7551  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7552  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7553  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7554  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7555  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7556  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7557  *
7558  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7559  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7560  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7561  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7562  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7563  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7564  *
7565  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7566  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7567  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7568  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7569  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7570  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7571  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7572  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7573  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7574  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7575  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7576  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7577  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7578  * precision tracking for more intuitive understanding.
7579  */
7580 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7581                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7582 {
7583         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7584         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7585         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7586         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7587         int iter_spi = meta->iter.spi;
7588
7589         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7590
7591         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7592
7593         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7594             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7595                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7596                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7597                 return -EFAULT;
7598         }
7599
7600         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7601                 /* branch out active iter state */
7602                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7603                 if (!queued_st)
7604                         return -ENOMEM;
7605
7606                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7607                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7608                 queued_iter->iter.depth++;
7609
7610                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7611                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7612         }
7613
7614         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7615         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7616         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7617         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7618
7619         return 0;
7620 }
7621
7622 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7623 {
7624         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7625                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7626 }
7627
7628 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7629 {
7630         return type & OBJ_RELEASE;
7631 }
7632
7633 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7634 {
7635         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7636 }
7637
7638 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7639 {
7640         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7641                 return sizeof(u32);
7642         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7643                 return sizeof(u64);
7644
7645         return -EINVAL;
7646 }
7647
7648 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7649                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7650                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7651 {
7652         if (!meta->map_ptr) {
7653                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7654                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7655                 return -EACCES;
7656         }
7657
7658         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7659         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7660         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7661                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7662                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7663                 } else {
7664                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7665                         return -EINVAL;
7666                 }
7667                 break;
7668         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7669                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7670                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7671                 break;
7672         default:
7673                 break;
7674         }
7675         return 0;
7676 }
7677
7678 struct bpf_reg_types {
7679         const enum bpf_reg_type types[10];
7680         u32 *btf_id;
7681 };
7682
7683 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7684         .types = {
7685                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7686                 PTR_TO_SOCKET,
7687                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7688                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7689         },
7690 };
7691
7692 #ifdef CONFIG_NET
7693 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7694         .types = {
7695                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7696                 PTR_TO_SOCKET,
7697                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7698                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7699                 PTR_TO_BTF_ID,
7700                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7701         },
7702         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7703 };
7704 #endif
7705
7706 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7707         .types = {
7708                 PTR_TO_STACK,
7709                 PTR_TO_PACKET,
7710                 PTR_TO_PACKET_META,
7711                 PTR_TO_MAP_KEY,
7712                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7713                 PTR_TO_MEM,
7714                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7715                 PTR_TO_BUF,
7716                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7717         },
7718 };
7719
7720 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7721         .types = {
7722                 PTR_TO_STACK,
7723                 PTR_TO_PACKET,
7724                 PTR_TO_PACKET_META,
7725                 PTR_TO_MAP_KEY,
7726                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7727         },
7728 };
7729
7730 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7731         .types = {
7732                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7733                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7734         }
7735 };
7736
7737 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7738 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7739 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7740 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7741 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7742 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7743         .types = {
7744                 PTR_TO_BTF_ID,
7745                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7746                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7747         },
7748 };
7749 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7750         .types = {
7751                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7752                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7753         }
7754 };
7755 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7756 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7757 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7758 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7759 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7760 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7761         .types = {
7762                 PTR_TO_STACK,
7763                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7764         }
7765 };
7766
7767 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7768         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7769         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7770         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7771         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7772         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7773         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7774         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7775         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7776 #ifdef CONFIG_NET
7777         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7778 #endif
7779         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7780         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7781         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7782         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7783         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7784         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7785         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7786         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7787         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7788         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7789         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7790         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7791         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7792         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7793 };
7794
7795 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7796                           enum bpf_arg_type arg_type,
7797                           const u32 *arg_btf_id,
7798                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7799 {
7800         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7801         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7802         const struct bpf_reg_types *compatible;
7803         int i, j;
7804
7805         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7806         if (!compatible) {
7807                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7808                 return -EFAULT;
7809         }
7810
7811         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7812          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7813          *
7814          * Same for MAYBE_NULL:
7815          *
7816          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7817          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7818          *
7819          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7820          *
7821          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7822          */
7823         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7824                 type &= ~MEM_RDONLY;
7825         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7826                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7827         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7828                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7829
7830         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7831                 type &= ~MEM_ALLOC;
7832
7833         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7834                 expected = compatible->types[i];
7835                 if (expected == NOT_INIT)
7836                         break;
7837
7838                 if (type == expected)
7839                         goto found;
7840         }
7841
7842         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7843         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7844                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7845         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7846         return -EACCES;
7847
7848 found:
7849         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7850                 return 0;
7851
7852         if (compatible == &mem_types) {
7853                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7854                         verbose(env,
7855                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7856                                 func_id_name(meta->func_id),
7857                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7858                         return -EACCES;
7859                 }
7860                 return 0;
7861         }
7862
7863         switch ((int)reg->type) {
7864         case PTR_TO_BTF_ID:
7865         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7866         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7867         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7868         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7869         {
7870                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7871                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7872                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7873                  */
7874                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7875                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7876
7877                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7878                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7879                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7880                         return -EACCES;
7881                 }
7882
7883                 if (!arg_btf_id) {
7884                         if (!compatible->btf_id) {
7885                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7886                                 return -EFAULT;
7887                         }
7888                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7889                 }
7890
7891                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7892                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7893                                 return -EACCES;
7894                 } else {
7895                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7896                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7897                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7898                                         regno);
7899                                 return -EACCES;
7900                         }
7901
7902                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7903                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7904                                                   strict_type_match)) {
7905                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7906                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7907                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7908                                 return -EACCES;
7909                         }
7910                 }
7911                 break;
7912         }
7913         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7914                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7915                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7916                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7917                         return -EFAULT;
7918                 }
7919                 /* Handled by helper specific checks */
7920                 break;
7921         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7922         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7923                 /* Handled by helper specific checks */
7924                 break;
7925         default:
7926                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7927                 return -EFAULT;
7928         }
7929         return 0;
7930 }
7931
7932 static struct btf_field *
7933 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7934 {
7935         struct btf_field *field;
7936         struct btf_record *rec;
7937
7938         rec = reg_btf_record(reg);
7939         if (!rec)
7940                 return NULL;
7941
7942         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7943         if (!field)
7944                 return NULL;
7945
7946         return field;
7947 }
7948
7949 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7950                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7951                            enum bpf_arg_type arg_type)
7952 {
7953         u32 type = reg->type;
7954
7955         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7956          * offset must be 0.
7957          *
7958          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7959          * meta->release_regno.
7960          */
7961         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7962                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7963                  * may not directly point to the object being released, but to
7964                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7965                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7966                  * default handling.
7967                  */
7968                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7969                         return 0;
7970
7971                 if ((type_is_ptr_alloc_obj(type) || type_is_non_owning_ref(type)) && reg->off) {
7972                         if (reg_find_field_offset(reg, reg->off, BPF_GRAPH_NODE_OR_ROOT))
7973                                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
7974
7975                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
7976                                 regno);
7977                         verbose(env, "No graph node or root found at R%d type:%s off:%d\n", regno,
7978                                 btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id), reg->off);
7979                         return -EINVAL;
7980                 }
7981
7982                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7983                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7984                  * to give the user a better error message.
7985                  */
7986                 if (reg->off) {
7987                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7988                                 regno);
7989                         return -EINVAL;
7990                 }
7991                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7992         }
7993
7994         switch (type) {
7995         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7996         case PTR_TO_STACK:
7997         case PTR_TO_PACKET:
7998         case PTR_TO_PACKET_META:
7999         case PTR_TO_MAP_KEY:
8000         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8001         case PTR_TO_MEM:
8002         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8003         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8004         case PTR_TO_BUF:
8005         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8006         case SCALAR_VALUE:
8007                 return 0;
8008         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8009          * fixed offset.
8010          */
8011         case PTR_TO_BTF_ID:
8012         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8013         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8014         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8015         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8016                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8017                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8018                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8019                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8020                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8021                  * still need to do checks instead of returning.
8022                  */
8023                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8024         default:
8025                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8026         }
8027 }
8028
8029 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8030                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8031                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8032 {
8033         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8034         int i;
8035
8036         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8037                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8038                         if (state) {
8039                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8040                                 return NULL;
8041                         }
8042                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8043                 }
8044
8045         if (!state)
8046                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8047
8048         return state;
8049 }
8050
8051 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8052 {
8053         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8054         int spi;
8055
8056         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8057                 return reg->id;
8058         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8059         if (spi < 0)
8060                 return spi;
8061         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8062 }
8063
8064 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8065 {
8066         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8067         int spi;
8068
8069         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8070                 return reg->ref_obj_id;
8071         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8072         if (spi < 0)
8073                 return spi;
8074         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8075 }
8076
8077 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8078                                             struct bpf_reg_state *reg)
8079 {
8080         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8081         int spi;
8082
8083         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8084                 return reg->dynptr.type;
8085
8086         spi = __get_spi(reg->off);
8087         if (spi < 0) {
8088                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8089                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8090         }
8091
8092         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8093 }
8094
8095 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8096                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8097                           const struct bpf_func_proto *fn,
8098                           int insn_idx)
8099 {
8100         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8101         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8102         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8103         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8104         u32 *arg_btf_id = NULL;
8105         int err = 0;
8106
8107         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8108                 return 0;
8109
8110         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8111         if (err)
8112                 return err;
8113
8114         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8115                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8116                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8117                                 regno);
8118                         return -EACCES;
8119                 }
8120                 return 0;
8121         }
8122
8123         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8124             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8125                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8126                 return -EACCES;
8127         }
8128
8129         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8130                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8131                 if (err)
8132                         return err;
8133         }
8134
8135         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8136                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8137                  * type checking.
8138                  */
8139                 goto skip_type_check;
8140
8141         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8142         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8143             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8144                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8145
8146         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8147         if (err)
8148                 return err;
8149
8150         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8151         if (err)
8152                 return err;
8153
8154 skip_type_check:
8155         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8156                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8157                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8158                         int spi;
8159
8160                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8161                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8162                          * should only be done before process_dynptr_func for
8163                          * PTR_TO_STACK.
8164                          */
8165                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8166                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8167                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8168                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8169                                         return -EINVAL;
8170                                 }
8171                         } else {
8172                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8173                                 return -EINVAL;
8174                         }
8175                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8176                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8177                                 regno);
8178                         return -EINVAL;
8179                 }
8180                 if (meta->release_regno) {
8181                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8182                         return -EFAULT;
8183                 }
8184                 meta->release_regno = regno;
8185         }
8186
8187         if (reg->ref_obj_id) {
8188                 if (meta->ref_obj_id) {
8189                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8190                                 regno, reg->ref_obj_id,
8191                                 meta->ref_obj_id);
8192                         return -EFAULT;
8193                 }
8194                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8195         }
8196
8197         switch (base_type(arg_type)) {
8198         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8199                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8200                 if (meta->map_ptr) {
8201                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8202                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8203                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8204                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8205                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8206                          *     if (timer)
8207                          *         // mismatch would have been allowed
8208                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8209                          * }
8210                          *
8211                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8212                          */
8213                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8214                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8215                                 verbose(env,
8216                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8217                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8218                                 return -EINVAL;
8219                         }
8220                 }
8221                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8222                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8223                 break;
8224         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8225                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8226                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8227                  * stack limits and initialized
8228                  */
8229                 if (!meta->map_ptr) {
8230                         /* in function declaration map_ptr must come before
8231                          * map_key, so that it's verified and known before
8232                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8233                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8234                          */
8235                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8236                         return -EACCES;
8237                 }
8238                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8239                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8240                                               NULL);
8241                 break;
8242         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8243                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8244                         return 0;
8245
8246                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8247                  * check [value, value + map->value_size) validity
8248                  */
8249                 if (!meta->map_ptr) {
8250                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8251                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8252                         return -EACCES;
8253                 }
8254                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8255                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8256                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8257                                               meta);
8258                 break;
8259         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8260                 if (!reg->btf_id) {
8261                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8262                         return -EACCES;
8263                 }
8264                 meta->ret_btf = reg->btf;
8265                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8266                 break;
8267         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8268                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8269                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8270                         return -EACCES;
8271                 }
8272                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8273                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8274                         if (err)
8275                                 return err;
8276                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8277                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8278                         if (err)
8279                                 return err;
8280                 } else {
8281                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8282                         return -EFAULT;
8283                 }
8284                 break;
8285         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8286                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8287                 if (err)
8288                         return err;
8289                 break;
8290         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8291                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8292                 break;
8293         case ARG_PTR_TO_MEM:
8294                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8295                  * next is_mem_size argument below.
8296                  */
8297                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8298                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8299                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8300                                                       fn->arg_size[arg], false,
8301                                                       meta);
8302                 }
8303                 break;
8304         case ARG_CONST_SIZE:
8305                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8306                 break;
8307         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8308                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8309                 break;
8310         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8311                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8312                 if (err)
8313                         return err;
8314                 break;
8315         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8316                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8317                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8318                                 regno);
8319                         return -EACCES;
8320                 }
8321                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8322                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8323                 if (err)
8324                         return err;
8325                 break;
8326         case ARG_PTR_TO_INT:
8327         case ARG_PTR_TO_LONG:
8328         {
8329                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8330
8331                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8332                 if (err)
8333                         return err;
8334                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8335                 break;
8336         }
8337         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8338         {
8339                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8340                 int map_off;
8341                 u64 map_addr;
8342                 char *str_ptr;
8343
8344                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8345                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8346                         return -EACCES;
8347                 }
8348
8349                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8350                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8351                         return -EACCES;
8352                 }
8353
8354                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8355                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8356                         return -EACCES;
8357                 }
8358
8359                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8360                                        map->value_size - reg->off, false,
8361                                        ACCESS_HELPER);
8362                 if (err)
8363                         return err;
8364
8365                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8366                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8367                 if (err) {
8368                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8369                         return err;
8370                 }
8371
8372                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8373                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8374                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8375                         return -EINVAL;
8376                 }
8377                 break;
8378         }
8379         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8380                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8381                 if (err)
8382                         return err;
8383                 break;
8384         }
8385
8386         return err;
8387 }
8388
8389 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8390 {
8391         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8392         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8393
8394         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8395                 return false;
8396
8397         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8398          * contexts, so updating is safe.
8399          */
8400         switch (type) {
8401         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8402                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8403                         return true;
8404                 break;
8405         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8406         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8407         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8408         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8409         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8410         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8411         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8412                 return true;
8413         default:
8414                 break;
8415         }
8416
8417         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8418         return false;
8419 }
8420
8421 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8422 {
8423         return env->prog->jit_requested &&
8424                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8425 }
8426
8427 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8428                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8429 {
8430         if (!map)
8431                 return 0;
8432
8433         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8434         switch (map->map_type) {
8435         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8436                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8437                         goto error;
8438                 break;
8439         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8440                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8441                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8442                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8443                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8444                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8445                         goto error;
8446                 break;
8447         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8448                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8449                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8450                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8451                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8452                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8453                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8454                         goto error;
8455                 break;
8456         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8457                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8458                         goto error;
8459                 break;
8460         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8461                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8462                         goto error;
8463                 break;
8464         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8465                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8466                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8467                         goto error;
8468                 break;
8469         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8470         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8471                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8472                         goto error;
8473                 break;
8474         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8475         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8476                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8477                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8478                         goto error;
8479                 break;
8480         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8481          * appear.
8482          */
8483         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8484                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8485                         goto error;
8486                 break;
8487         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8488                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8489                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8490                         goto error;
8491                 break;
8492         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8493         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8494                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8495                         goto error;
8496                 break;
8497         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8498                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8499                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8500                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8501                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8502                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8503                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8504                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8505                         goto error;
8506                 break;
8507         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8508                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8509                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8510                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8511                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8512                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8513                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8514                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8515                         goto error;
8516                 break;
8517         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8518                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8519                         goto error;
8520                 break;
8521         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8522         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8523                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8524                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8525                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8526                         goto error;
8527                 break;
8528         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8529                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8530                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8531                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8532                         goto error;
8533                 break;
8534         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8535                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8536                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8537                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8538                         goto error;
8539                 break;
8540         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8541                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8542                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8543                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8544                         goto error;
8545                 break;
8546         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8547                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8548                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8549                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8550                         goto error;
8551                 break;
8552         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8553                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8554                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8555                         goto error;
8556                 break;
8557         default:
8558                 break;
8559         }
8560
8561         /* ... and second from the function itself. */
8562         switch (func_id) {
8563         case BPF_FUNC_tail_call:
8564                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8565                         goto error;
8566                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8567                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8568                         return -EINVAL;
8569                 }
8570                 break;
8571         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8572         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8573         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8574         case BPF_FUNC_skb_output:
8575         case BPF_FUNC_xdp_output:
8576                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8577                         goto error;
8578                 break;
8579         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8580         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8581         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8582         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8583         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8584         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8585                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8586                         goto error;
8587                 break;
8588         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8589                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8590                         goto error;
8591                 break;
8592         case BPF_FUNC_get_stackid:
8593                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8594                         goto error;
8595                 break;
8596         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8597         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8598                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8599                         goto error;
8600                 break;
8601         case BPF_FUNC_redirect_map:
8602                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8603                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8604                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8605                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8606                         goto error;
8607                 break;
8608         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8609         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8610         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8611                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8612                         goto error;
8613                 break;
8614         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8615         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8616         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8617                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8618                         goto error;
8619                 break;
8620         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8621                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8622                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8623                         goto error;
8624                 break;
8625         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8626                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8627                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8628                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8629                         goto error;
8630                 break;
8631         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8632                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8633                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8634                         goto error;
8635                 break;
8636         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8637         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8638                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8639                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8640                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8641                         goto error;
8642                 break;
8643         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8644                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8645                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8646                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8647                         goto error;
8648                 break;
8649         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8650         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8651                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8652                         goto error;
8653                 break;
8654         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8655         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8656                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8657                         goto error;
8658                 break;
8659         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8660         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8661                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8662                         goto error;
8663                 break;
8664         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8665         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8666                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8667                         goto error;
8668                 break;
8669         default:
8670                 break;
8671         }
8672
8673         return 0;
8674 error:
8675         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8676                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8677         return -EINVAL;
8678 }
8679
8680 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8681 {
8682         int count = 0;
8683
8684         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8685                 count++;
8686         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8687                 count++;
8688         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8689                 count++;
8690         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8691                 count++;
8692         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8693                 count++;
8694
8695         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8696          * which is sufficient for the helper functions we have
8697          * right now.
8698          */
8699         return count <= 1;
8700 }
8701
8702 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8703 {
8704         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8705         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8706         bool is_next_size = false;
8707
8708         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8709                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8710
8711         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8712                 return is_next_size;
8713
8714         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8715 }
8716
8717 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8718 {
8719         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8720          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8721          * to be paired, so make sure there's no buggy
8722          * helper function specification.
8723          */
8724         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8725             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8726             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8727             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8728             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8729             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8730                 return false;
8731
8732         return true;
8733 }
8734
8735 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8736 {
8737         int i;
8738
8739         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8740                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8741                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8742                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8743                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8744                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8745                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8746                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8747                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8748                         return false;
8749         }
8750
8751         return true;
8752 }
8753
8754 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8755 {
8756         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8757                check_arg_pair_ok(fn) &&
8758                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8759 }
8760
8761 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8762  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8763  *
8764  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8765  * since these slices point to packet data.
8766  */
8767 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8768 {
8769         struct bpf_func_state *state;
8770         struct bpf_reg_state *reg;
8771
8772         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8773                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8774                         mark_reg_invalid(env, reg);
8775         }));
8776 }
8777
8778 enum {
8779         AT_PKT_END = -1,
8780         BEYOND_PKT_END = -2,
8781 };
8782
8783 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8784 {
8785         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8786         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8787
8788         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8789                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8790                 return;
8791
8792         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8793          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8794          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8795          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8796          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8797          */
8798         if (range_open)
8799                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8800         else
8801                 reg->range = AT_PKT_END;
8802 }
8803
8804 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8805  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8806  */
8807 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8808                              int ref_obj_id)
8809 {
8810         struct bpf_func_state *state;
8811         struct bpf_reg_state *reg;
8812         int err;
8813
8814         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8815         if (err)
8816                 return err;
8817
8818         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8819                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8820                         mark_reg_invalid(env, reg);
8821         }));
8822
8823         return 0;
8824 }
8825
8826 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8827 {
8828         struct bpf_func_state *unused;
8829         struct bpf_reg_state *reg;
8830
8831         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8832                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8833                         mark_reg_invalid(env, reg);
8834         }));
8835 }
8836
8837 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8838                                     struct bpf_reg_state *regs)
8839 {
8840         int i;
8841
8842         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8843         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8844                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8845                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8846         }
8847 }
8848
8849 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8850                                    struct bpf_func_state *caller,
8851                                    struct bpf_func_state *callee,
8852                                    int insn_idx);
8853
8854 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8855                             struct bpf_func_state *caller,
8856                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8857
8858 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8859                              int *insn_idx, int subprog,
8860                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8861 {
8862         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8863         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8864         int err;
8865
8866         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8867                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8868                         state->curframe + 2);
8869                 return -E2BIG;
8870         }
8871
8872         caller = state->frame[state->curframe];
8873         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8874                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8875                         state->curframe + 1);
8876                 return -EFAULT;
8877         }
8878
8879         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8880         if (err == -EFAULT)
8881                 return err;
8882         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8883                 if (err) {
8884                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8885                                 subprog);
8886                         return err;
8887                 } else {
8888                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8889                                 verbose(env,
8890                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8891                                         subprog);
8892                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8893
8894                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8895                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8896                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8897
8898                         /* continue with next insn after call */
8899                         return 0;
8900                 }
8901         }
8902
8903         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8904          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8905          * callbacks
8906          */
8907         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8908                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8909                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8910                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8911                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8912                         return -EFAULT;
8913                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8914                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8915                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8916                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8917                         return -EFAULT;
8918                 }
8919         }
8920
8921         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8922             insn->src_reg == 0 &&
8923             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8924                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8925
8926                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8927                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8928                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8929                                          *insn_idx, subprog);
8930                 if (!async_cb)
8931                         return -EFAULT;
8932                 callee = async_cb->frame[0];
8933                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8934
8935                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8936                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8937                 if (err)
8938                         return err;
8939
8940                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8941                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8942                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8943                 /* continue with next insn after call */
8944                 return 0;
8945         }
8946
8947         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8948         if (!callee)
8949                 return -ENOMEM;
8950         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8951
8952         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8953          * into its own stack before reading from it.
8954          * callee can read/write into caller's stack
8955          */
8956         init_func_state(env, callee,
8957                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8958                         *insn_idx /* callsite */,
8959                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8960                         subprog /* subprog number within this prog */);
8961
8962         /* Transfer references to the callee */
8963         err = copy_reference_state(callee, caller);
8964         if (err)
8965                 goto err_out;
8966
8967         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8968         if (err)
8969                 goto err_out;
8970
8971         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8972
8973         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8974         state->curframe++;
8975
8976         /* and go analyze first insn of the callee */
8977         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8978
8979         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8980                 verbose(env, "caller:\n");
8981                 print_verifier_state(env, caller, true);
8982                 verbose(env, "callee:\n");
8983                 print_verifier_state(env, callee, true);
8984         }
8985         return 0;
8986
8987 err_out:
8988         free_func_state(callee);
8989         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8990         return err;
8991 }
8992
8993 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8994                                    struct bpf_func_state *caller,
8995                                    struct bpf_func_state *callee)
8996 {
8997         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8998          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8999          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
9000          *      void *callback_ctx);
9001          */
9002         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9003
9004         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9005         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9006         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9007
9008         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9009         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9010         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9011
9012         /* pointer to stack or null */
9013         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9014
9015         /* unused */
9016         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9017         return 0;
9018 }
9019
9020 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9021                             struct bpf_func_state *caller,
9022                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9023 {
9024         int i;
9025
9026         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9027          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9028          */
9029         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9030                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9031         return 0;
9032 }
9033
9034 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9035                            int *insn_idx)
9036 {
9037         int subprog, target_insn;
9038
9039         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9040         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9041         if (subprog < 0) {
9042                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9043                         target_insn);
9044                 return -EFAULT;
9045         }
9046
9047         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9048 }
9049
9050 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9051                                        struct bpf_func_state *caller,
9052                                        struct bpf_func_state *callee,
9053                                        int insn_idx)
9054 {
9055         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9056         struct bpf_map *map;
9057         int err;
9058
9059         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9060                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9061                 return -EINVAL;
9062         }
9063
9064         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9065         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9066             !map->ops->map_for_each_callback) {
9067                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9068                 return -ENOTSUPP;
9069         }
9070
9071         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9072         if (err)
9073                 return err;
9074
9075         callee->in_callback_fn = true;
9076         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9077         return 0;
9078 }
9079
9080 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9081                                    struct bpf_func_state *caller,
9082                                    struct bpf_func_state *callee,
9083                                    int insn_idx)
9084 {
9085         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9086          *          u64 flags);
9087          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9088          */
9089         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9090         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9091
9092         /* unused */
9093         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9094         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9095         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9096
9097         callee->in_callback_fn = true;
9098         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9099         return 0;
9100 }
9101
9102 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9103                                     struct bpf_func_state *caller,
9104                                     struct bpf_func_state *callee,
9105                                     int insn_idx)
9106 {
9107         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9108
9109         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9110          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9111          */
9112         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9113         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9114         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9115
9116         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9117         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9118         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9119
9120         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9121         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9122         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9123
9124         /* unused */
9125         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9126         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9127         callee->in_async_callback_fn = true;
9128         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9129         return 0;
9130 }
9131
9132 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9133                                        struct bpf_func_state *caller,
9134                                        struct bpf_func_state *callee,
9135                                        int insn_idx)
9136 {
9137         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9138          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9139          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9140          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9141          */
9142         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9143
9144         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9145         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9146         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9147         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9148
9149         /* pointer to stack or null */
9150         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9151
9152         /* unused */
9153         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9154         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9155         callee->in_callback_fn = true;
9156         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9157         return 0;
9158 }
9159
9160 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9161                                            struct bpf_func_state *caller,
9162                                            struct bpf_func_state *callee,
9163                                            int insn_idx)
9164 {
9165         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9166          *                        callback_ctx, u64 flags);
9167          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9168          */
9169         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9170         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9171         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9172
9173         /* unused */
9174         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9175         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9176         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9177
9178         callee->in_callback_fn = true;
9179         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9180         return 0;
9181 }
9182
9183 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9184                                          struct bpf_func_state *caller,
9185                                          struct bpf_func_state *callee,
9186                                          int insn_idx)
9187 {
9188         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9189          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9190          *
9191          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9192          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9193          * by this point, so look at 'root'
9194          */
9195         struct btf_field *field;
9196
9197         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9198                                       BPF_RB_ROOT);
9199         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9200                 return -EFAULT;
9201
9202         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9203         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9204         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9205         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9206
9207         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9208         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9209         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9210         callee->in_callback_fn = true;
9211         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9212         return 0;
9213 }
9214
9215 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9216
9217 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9218  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9219  * lock
9220  */
9221 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9222 {
9223         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9224         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9225         struct bpf_func_state *callee;
9226         int kfunc_btf_id;
9227
9228         if (!state->curframe)
9229                 return false;
9230
9231         callee = state->frame[state->curframe];
9232
9233         if (!callee->in_callback_fn)
9234                 return false;
9235
9236         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9237         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9238 }
9239
9240 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9241 {
9242         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9243         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9244         struct bpf_reg_state *r0;
9245         int err;
9246
9247         callee = state->frame[state->curframe];
9248         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9249         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9250                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9251                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9252                  * since these pointers are valid. Only current stack
9253                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9254                  * but let's be conservative
9255                  */
9256                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9257                 return -EINVAL;
9258         }
9259
9260         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9261         if (callee->in_callback_fn) {
9262                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9263                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9264
9265                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9266                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9267                         return -EACCES;
9268                 }
9269                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9270                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9271                         return -EINVAL;
9272                 }
9273         } else {
9274                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9275                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9276         }
9277
9278         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9279          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9280          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9281          * to copy it back.
9282          */
9283         if (!callee->in_callback_fn) {
9284                 /* Transfer references to the caller */
9285                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9286                 if (err)
9287                         return err;
9288         }
9289
9290         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9291         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9292                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9293                 print_verifier_state(env, callee, true);
9294                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9295                 print_verifier_state(env, caller, true);
9296         }
9297         /* clear everything in the callee */
9298         free_func_state(callee);
9299         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9300         return 0;
9301 }
9302
9303 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9304                                    int func_id,
9305                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9306 {
9307         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9308
9309         if (ret_type != RET_INTEGER)
9310                 return;
9311
9312         switch (func_id) {
9313         case BPF_FUNC_get_stack:
9314         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9315         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9316         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9317         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9318                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9319                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9320                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9321                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9322                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9323                 break;
9324         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9325                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9326                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9327                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9328                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9329                 ret_reg->umin_value = 0;
9330                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9331                 ret_reg->smin_value = 0;
9332                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9333                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9334                 break;
9335         }
9336 }
9337
9338 static int
9339 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9340                 int func_id, int insn_idx)
9341 {
9342         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9343         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9344
9345         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9346             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9347             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9348             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9349             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9350             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9351             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9352             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9353             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9354             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9355                 return 0;
9356
9357         if (map == NULL) {
9358                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9359                 return -EINVAL;
9360         }
9361
9362         /* In case of read-only, some additional restrictions
9363          * need to be applied in order to prevent altering the
9364          * state of the map from program side.
9365          */
9366         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9367             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9368              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9369              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9370              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9371                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9372                 return -EACCES;
9373         }
9374
9375         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9376                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9377                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9378         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9379                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9380                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9381         return 0;
9382 }
9383
9384 static int
9385 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9386                 int func_id, int insn_idx)
9387 {
9388         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9389         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9390         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9391         u64 val, max;
9392         int err;
9393
9394         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9395                 return 0;
9396         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9397                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9398                 return -EINVAL;
9399         }
9400
9401         reg = &regs[BPF_REG_3];
9402         val = reg->var_off.value;
9403         max = map->max_entries;
9404
9405         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9406                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9407                 return 0;
9408         }
9409
9410         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9411         if (err)
9412                 return err;
9413         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9414                 bpf_map_key_store(aux, val);
9415         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9416                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9417                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9418         return 0;
9419 }
9420
9421 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9422 {
9423         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9424         bool refs_lingering = false;
9425         int i;
9426
9427         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9428                 return 0;
9429
9430         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9431                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9432                         continue;
9433                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9434                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9435                 refs_lingering = true;
9436         }
9437         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9438 }
9439
9440 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9441                                    struct bpf_reg_state *regs)
9442 {
9443         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9444         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9445         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9446         struct bpf_bprintf_data data = {};
9447         int err, fmt_map_off, num_args;
9448         u64 fmt_addr;
9449         char *fmt;
9450
9451         /* data must be an array of u64 */
9452         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9453                 return -EINVAL;
9454         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9455
9456         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9457          * and map_direct_value_addr is set.
9458          */
9459         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9460         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9461                                                   fmt_map_off);
9462         if (err) {
9463                 verbose(env, "verifier bug\n");
9464                 return -EFAULT;
9465         }
9466         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9467
9468         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9469          * can focus on validating the format specifiers.
9470          */
9471         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9472         if (err < 0)
9473                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9474
9475         return err;
9476 }
9477
9478 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9479 {
9480         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9481         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9482
9483         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9484                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9485                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9486                                 func_id_name(func_id), func_id);
9487                         return -ENOTSUPP;
9488                 }
9489                 return 0;
9490         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9491                 return 0;
9492         }
9493
9494         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9495                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9496         return -ENOTSUPP;
9497 }
9498
9499 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9500 {
9501         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9502 }
9503
9504 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9505 {
9506         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9507         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9508         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9509
9510         if (reg_is_null)
9511                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9512
9513         return reg_is_null;
9514 }
9515
9516 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9517 {
9518         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9519
9520         if (!state->initialized) {
9521                 state->initialized = 1;
9522                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9523                 state->callback_subprogno = subprogno;
9524                 return;
9525         }
9526
9527         if (!state->fit_for_inline)
9528                 return;
9529
9530         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9531                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9532 }
9533
9534 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9535                              int *insn_idx_p)
9536 {
9537         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9538         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9539         enum bpf_return_type ret_type;
9540         enum bpf_type_flag ret_flag;
9541         struct bpf_reg_state *regs;
9542         struct bpf_call_arg_meta meta;
9543         int insn_idx = *insn_idx_p;
9544         bool changes_data;
9545         int i, err, func_id;
9546
9547         /* find function prototype */
9548         func_id = insn->imm;
9549         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9550                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9551                         func_id);
9552                 return -EINVAL;
9553         }
9554
9555         if (env->ops->get_func_proto)
9556                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9557         if (!fn) {
9558                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9559                         func_id);
9560                 return -EINVAL;
9561         }
9562
9563         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9564         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9565                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9566                 return -EINVAL;
9567         }
9568
9569         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9570                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9571                 return -EINVAL;
9572         }
9573
9574         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9575                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9576                 return -EINVAL;
9577         }
9578
9579         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9580         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9581         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9582                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9583                         func_id_name(func_id), func_id);
9584                 return -EINVAL;
9585         }
9586
9587         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9588         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9589
9590         err = check_func_proto(fn, func_id);
9591         if (err) {
9592                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9593                         func_id_name(func_id), func_id);
9594                 return err;
9595         }
9596
9597         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9598                 if (fn->might_sleep) {
9599                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9600                                 func_id_name(func_id), func_id);
9601                         return -EINVAL;
9602                 }
9603
9604                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9605                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9606         }
9607
9608         meta.func_id = func_id;
9609         /* check args */
9610         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9611                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9612                 if (err)
9613                         return err;
9614         }
9615
9616         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9617         if (err)
9618                 return err;
9619
9620         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9621         if (err)
9622                 return err;
9623
9624         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9625          * is inferred from register state.
9626          */
9627         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9628                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9629                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9630                 if (err)
9631                         return err;
9632         }
9633
9634         regs = cur_regs(env);
9635
9636         if (meta.release_regno) {
9637                 err = -EINVAL;
9638                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9639                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9640                  * is safe to do directly.
9641                  */
9642                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9643                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9644                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9645                                 return -EFAULT;
9646                         }
9647                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9648                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9649                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9650                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9651                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9652                          * released is NULL, which must be > R0.
9653                          */
9654                         err = 0;
9655                 }
9656                 if (err) {
9657                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9658                                 func_id_name(func_id), func_id);
9659                         return err;
9660                 }
9661         }
9662
9663         switch (func_id) {
9664         case BPF_FUNC_tail_call:
9665                 err = check_reference_leak(env);
9666                 if (err) {
9667                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9668                         return err;
9669                 }
9670                 break;
9671         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9672                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9673                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9674                  */
9675                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9676                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9677                         return -EINVAL;
9678                 }
9679                 break;
9680         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9681                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9682                                         set_map_elem_callback_state);
9683                 break;
9684         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9685                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9686                                         set_timer_callback_state);
9687                 break;
9688         case BPF_FUNC_find_vma:
9689                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9690                                         set_find_vma_callback_state);
9691                 break;
9692         case BPF_FUNC_snprintf:
9693                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9694                 break;
9695         case BPF_FUNC_loop:
9696                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9697                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9698                                         set_loop_callback_state);
9699                 break;
9700         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9701                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9702                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9703                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9704                         return -EACCES;
9705                 }
9706                 break;
9707         case BPF_FUNC_set_retval:
9708                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9709                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9710                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9711                                 /* Make sure programs that attach to void
9712                                  * hooks don't try to modify return value.
9713                                  */
9714                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9715                                 return -EINVAL;
9716                         }
9717                 }
9718                 break;
9719         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9720         {
9721                 struct bpf_reg_state *reg;
9722                 int id, ref_obj_id;
9723
9724                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9725                 if (!reg)
9726                         return -EFAULT;
9727
9728
9729                 if (meta.dynptr_id) {
9730                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9731                         return -EFAULT;
9732                 }
9733                 if (meta.ref_obj_id) {
9734                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9735                         return -EFAULT;
9736                 }
9737
9738                 id = dynptr_id(env, reg);
9739                 if (id < 0) {
9740                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9741                         return id;
9742                 }
9743
9744                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9745                 if (ref_obj_id < 0) {
9746                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9747                         return ref_obj_id;
9748                 }
9749
9750                 meta.dynptr_id = id;
9751                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9752
9753                 break;
9754         }
9755         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9756         {
9757                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9758                 struct bpf_reg_state *reg;
9759
9760                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9761                 if (!reg)
9762                         return -EFAULT;
9763
9764                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9765                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9766                         return -EFAULT;
9767
9768                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9769                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9770                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9771                          */
9772                         changes_data = true;
9773
9774                 break;
9775         }
9776         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9777                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9778                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9779                 break;
9780         }
9781
9782         if (err)
9783                 return err;
9784
9785         /* reset caller saved regs */
9786         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9787                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9788                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9789         }
9790
9791         /* helper call returns 64-bit value. */
9792         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9793
9794         /* update return register (already marked as written above) */
9795         ret_type = fn->ret_type;
9796         ret_flag = type_flag(ret_type);
9797
9798         switch (base_type(ret_type)) {
9799         case RET_INTEGER:
9800                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9801                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9802                 break;
9803         case RET_VOID:
9804                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9805                 break;
9806         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9807                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9808                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9809                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9810                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9811                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9812                  */
9813                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9814                         verbose(env,
9815                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9816                         return -EINVAL;
9817                 }
9818                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9819                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9820                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9821                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9822                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9823                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9824                 }
9825                 break;
9826         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9827                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9828                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9829                 break;
9830         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9831                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9832                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9833                 break;
9834         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9835                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9836                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9837                 break;
9838         case RET_PTR_TO_MEM:
9839                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9840                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9841                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9842                 break;
9843         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9844         {
9845                 const struct btf_type *t;
9846
9847                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9848                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9849                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9850                         u32 tsize;
9851                         const struct btf_type *ret;
9852                         const char *tname;
9853
9854                         /* resolve the type size of ksym. */
9855                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9856                         if (IS_ERR(ret)) {
9857                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9858                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9859                                         tname, PTR_ERR(ret));
9860                                 return -EINVAL;
9861                         }
9862                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9863                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9864                 } else {
9865                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9866                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9867                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9868                          * check_mem_access().
9869                          */
9870                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9871
9872                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9873                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9874                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9875                 }
9876                 break;
9877         }
9878         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9879         {
9880                 struct btf *ret_btf;
9881                 int ret_btf_id;
9882
9883                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9884                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9885                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9886                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9887                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9888                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9889                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9890                 } else {
9891                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9892                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9893                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9894                                         func_id_name(func_id));
9895                                 return -EINVAL;
9896                         }
9897                         ret_btf = btf_vmlinux;
9898                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9899                 }
9900                 if (ret_btf_id == 0) {
9901                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9902                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9903                                 func_id);
9904                         return -EINVAL;
9905                 }
9906                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9907                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9908                 break;
9909         }
9910         default:
9911                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9912                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9913                 return -EINVAL;
9914         }
9915
9916         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9917                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9918
9919         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9920                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9921                         func_id_name(func_id), func_id);
9922                 return -EFAULT;
9923         }
9924
9925         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9926                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9927
9928         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9929                 /* For release_reference() */
9930                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9931         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9932                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9933
9934                 if (id < 0)
9935                         return id;
9936                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9937                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9938                 /* For release_reference() */
9939                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9940         }
9941
9942         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9943
9944         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9945         if (err)
9946                 return err;
9947
9948         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9949              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9950             !env->prog->has_callchain_buf) {
9951                 const char *err_str;
9952
9953 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9954                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9955                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9956 #else
9957                 err = -ENOTSUPP;
9958                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9959 #endif
9960                 if (err) {
9961                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9962                         return err;
9963                 }
9964
9965                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9966         }
9967
9968         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9969                 env->prog->call_get_stack = true;
9970
9971         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9972                 if (check_get_func_ip(env))
9973                         return -ENOTSUPP;
9974                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9975         }
9976
9977         if (changes_data)
9978                 clear_all_pkt_pointers(env);
9979         return 0;
9980 }
9981
9982 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9983  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9984  */
9985 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9986                                    size_t reg_size)
9987 {
9988         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9989
9990         if (regno == BPF_REG_0) {
9991                 /* Function return value */
9992                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9993                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9994                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9995         } else {
9996                 /* Function argument */
9997                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9998                         mark_insn_zext(env, reg);
9999                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10000                 } else {
10001                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10002                 }
10003         }
10004 }
10005
10006 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10007 {
10008         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10009 }
10010
10011 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10012 {
10013         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10014 }
10015
10016 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10017 {
10018         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10019 }
10020
10021 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10022 {
10023         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10024 }
10025
10026 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10027 {
10028         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10029 }
10030
10031 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10032 {
10033         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10034 }
10035
10036 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10037                                        const struct btf_param *arg,
10038                                        const char *suffix)
10039 {
10040         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10041         const char *param_name;
10042
10043         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10044         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10045         if (str_is_empty(param_name))
10046                 return false;
10047         len = strlen(param_name);
10048         if (len < suffix_len)
10049                 return false;
10050         param_name += len - suffix_len;
10051         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10052 }
10053
10054 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10055                                   const struct btf_param *arg,
10056                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10057 {
10058         const struct btf_type *t;
10059
10060         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10061         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10062                 return false;
10063
10064         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10065 }
10066
10067 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10068                                         const struct btf_param *arg,
10069                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10070 {
10071         const struct btf_type *t;
10072
10073         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10074         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10075                 return false;
10076
10077         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10078 }
10079
10080 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10081 {
10082         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10083 }
10084
10085 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10086 {
10087         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10088 }
10089
10090 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10091 {
10092         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10093 }
10094
10095 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10096 {
10097         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10098 }
10099
10100 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10101 {
10102         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10103 }
10104
10105 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10106 {
10107         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10108 }
10109
10110 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10111                                           const struct btf_param *arg,
10112                                           const char *name)
10113 {
10114         int len, target_len = strlen(name);
10115         const char *param_name;
10116
10117         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10118         if (str_is_empty(param_name))
10119                 return false;
10120         len = strlen(param_name);
10121         if (len != target_len)
10122                 return false;
10123         if (strcmp(param_name, name))
10124                 return false;
10125
10126         return true;
10127 }
10128
10129 enum {
10130         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10131         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10132         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10133         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10134         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10135 };
10136
10137 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10138 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10139 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10140 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10141 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10142 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10143
10144 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10145                                     const struct btf_param *arg, int type)
10146 {
10147         const struct btf_type *t;
10148         u32 res_id;
10149
10150         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10151         if (!t)
10152                 return false;
10153         if (!btf_type_is_ptr(t))
10154                 return false;
10155         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10156         if (!t)
10157                 return false;
10158         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10159 }
10160
10161 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10162 {
10163         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10164 }
10165
10166 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10167 {
10168         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10169 }
10170
10171 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10172 {
10173         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10174 }
10175
10176 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10177 {
10178         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10179 }
10180
10181 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10182 {
10183         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10184 }
10185
10186 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10187                                   const struct btf_param *arg)
10188 {
10189         const struct btf_type *t;
10190
10191         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10192         if (!t)
10193                 return false;
10194
10195         return true;
10196 }
10197
10198 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10199 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10200                                         const struct btf *btf,
10201                                         const struct btf_type *t, int rec)
10202 {
10203         const struct btf_type *member_type;
10204         const struct btf_member *member;
10205         u32 i;
10206
10207         if (!btf_type_is_struct(t))
10208                 return false;
10209
10210         for_each_member(i, t, member) {
10211                 const struct btf_array *array;
10212
10213                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10214                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10215                         if (rec >= 3) {
10216                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10217                                 return false;
10218                         }
10219                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10220                                 return false;
10221                         continue;
10222                 }
10223                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10224                         array = btf_array(member_type);
10225                         if (!array->nelems)
10226                                 return false;
10227                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10228                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10229                                 return false;
10230                         continue;
10231                 }
10232                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10233                         return false;
10234         }
10235         return true;
10236 }
10237
10238 enum kfunc_ptr_arg_type {
10239         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10240         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10241         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10242         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10243         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10244         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10245         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10246         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10247         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10248         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10249         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10250         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10251         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10252 };
10253
10254 enum special_kfunc_type {
10255         KF_bpf_obj_new_impl,
10256         KF_bpf_obj_drop_impl,
10257         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10258         KF_bpf_list_push_front_impl,
10259         KF_bpf_list_push_back_impl,
10260         KF_bpf_list_pop_front,
10261         KF_bpf_list_pop_back,
10262         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10263         KF_bpf_rdonly_cast,
10264         KF_bpf_rcu_read_lock,
10265         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10266         KF_bpf_rbtree_remove,
10267         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10268         KF_bpf_rbtree_first,
10269         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10270         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10271         KF_bpf_dynptr_slice,
10272         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10273         KF_bpf_dynptr_clone,
10274 };
10275
10276 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10277 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10278 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10279 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10280 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10281 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10282 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10283 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10284 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10285 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10286 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10287 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10288 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10289 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10290 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10291 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10292 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10293 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10294 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10295
10296 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10297 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10298 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10299 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10300 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10301 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10302 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10303 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10304 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10305 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10306 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10307 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10308 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10309 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10310 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10311 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10312 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10313 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10314 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10315 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10316
10317 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10318 {
10319         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10320             meta->arg_owning_ref) {
10321                 return false;
10322         }
10323
10324         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10325 }
10326
10327 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10328 {
10329         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10330 }
10331
10332 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10333 {
10334         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10335 }
10336
10337 static enum kfunc_ptr_arg_type
10338 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10339                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10340                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10341                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10342                        int argno, int nargs)
10343 {
10344         u32 regno = argno + 1;
10345         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10346         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10347         bool arg_mem_size = false;
10348
10349         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10350                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10351
10352         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10353          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10354          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10355          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10356          */
10357         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10358                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10359
10360         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10361                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10362
10363         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10364                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10365
10366         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10367                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10368
10369         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10370                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10371
10372         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10373                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10374
10375         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10376                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10377
10378         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10379                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10380
10381         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10382                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10383
10384         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10385                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10386                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10387                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10388                         return -EINVAL;
10389                 }
10390                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10391         }
10392
10393         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10394                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10395
10396
10397         if (argno + 1 < nargs &&
10398             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10399              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10400                 arg_mem_size = true;
10401
10402         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10403          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10404          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10405          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10406          */
10407         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10408             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10409                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10410                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10411                 return -EINVAL;
10412         }
10413         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10414 }
10415
10416 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10417                                         struct bpf_reg_state *reg,
10418                                         const struct btf_type *ref_t,
10419                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10420                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10421                                         int argno)
10422 {
10423         const struct btf_type *reg_ref_t;
10424         bool strict_type_match = false;
10425         const struct btf *reg_btf;
10426         const char *reg_ref_tname;
10427         u32 reg_ref_id;
10428
10429         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10430                 reg_btf = reg->btf;
10431                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10432         } else {
10433                 reg_btf = btf_vmlinux;
10434                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10435         }
10436
10437         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10438          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10439          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10440          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10441          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10442          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10443          *
10444          * For example, say we had a type like the following:
10445          *
10446          * struct bpf_cpumask {
10447          *      cpumask_t cpumask;
10448          *      refcount_t usage;
10449          * };
10450          *
10451          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10452          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10453          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10454          *
10455          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10456          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10457          * only difference here is that we're simply allowing
10458          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10459          * resolve types.
10460          */
10461         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10462             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10463             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10464                 strict_type_match = true;
10465
10466         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10467
10468         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10469         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10470         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10471                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10472                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10473                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10474                 return -EINVAL;
10475         }
10476         return 0;
10477 }
10478
10479 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10480 {
10481         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10482
10483         if (!state->active_lock.ptr) {
10484                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10485                 return -EFAULT;
10486         }
10487
10488         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10489                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10490                 return -EFAULT;
10491         }
10492
10493         reg->type |= NON_OWN_REF;
10494         return 0;
10495 }
10496
10497 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10498 {
10499         struct bpf_func_state *state, *unused;
10500         struct bpf_reg_state *reg;
10501         int i;
10502
10503         state = cur_func(env);
10504
10505         if (!ref_obj_id) {
10506                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10507                              "owning -> non-owning conversion\n");
10508                 return -EFAULT;
10509         }
10510
10511         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10512                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10513                         continue;
10514
10515                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10516                  * the whole reg
10517                  */
10518                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10519                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10520                                 reg->ref_obj_id = 0;
10521                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10522                         }
10523                 }));
10524                 return 0;
10525         }
10526
10527         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10528         return -EFAULT;
10529 }
10530
10531 /* Implementation details:
10532  *
10533  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10534  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10535  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10536  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10537  * memory region.
10538  *
10539  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10540  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10541  *
10542  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10543  * bpf_spin_lock is called.
10544  *
10545  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10546  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10547  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10548  *
10549  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10550  * supported register types.
10551  *
10552  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10553  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10554  *
10555  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10556  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10557  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10558  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10559  *
10560  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10561  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10562  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10563  *
10564  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10565  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10566  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10567  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10568  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10569  * active_lock.id.
10570  *
10571  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10572  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10573  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10574  */
10575 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10576 {
10577         void *ptr;
10578         u32 id;
10579
10580         switch ((int)reg->type) {
10581         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10582                 ptr = reg->map_ptr;
10583                 break;
10584         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10585                 ptr = reg->btf;
10586                 break;
10587         default:
10588                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10589                 return -EFAULT;
10590         }
10591         id = reg->id;
10592
10593         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10594                 return -EINVAL;
10595         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10596             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10597                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10598                 return -EINVAL;
10599         }
10600         return 0;
10601 }
10602
10603 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10604 {
10605         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10606                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10607                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10608                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10609 }
10610
10611 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10612 {
10613         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10614                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10615                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10616 }
10617
10618 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10619 {
10620         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10621                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10622 }
10623
10624 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10625 {
10626         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10627 }
10628
10629 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10630 {
10631         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10632 }
10633
10634 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10635                                           enum btf_field_type head_field_type,
10636                                           u32 kfunc_btf_id)
10637 {
10638         bool ret;
10639
10640         switch (head_field_type) {
10641         case BPF_LIST_HEAD:
10642                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10643                 break;
10644         case BPF_RB_ROOT:
10645                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10646                 break;
10647         default:
10648                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10649                         btf_field_type_name(head_field_type));
10650                 return false;
10651         }
10652
10653         if (!ret)
10654                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10655                         btf_field_type_name(head_field_type));
10656         return ret;
10657 }
10658
10659 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10660                                           enum btf_field_type node_field_type,
10661                                           u32 kfunc_btf_id)
10662 {
10663         bool ret;
10664
10665         switch (node_field_type) {
10666         case BPF_LIST_NODE:
10667                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10668                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10669                 break;
10670         case BPF_RB_NODE:
10671                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10672                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10673                 break;
10674         default:
10675                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10676                         btf_field_type_name(node_field_type));
10677                 return false;
10678         }
10679
10680         if (!ret)
10681                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10682                         btf_field_type_name(node_field_type));
10683         return ret;
10684 }
10685
10686 static int
10687 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10688                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10689                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10690                                    enum btf_field_type head_field_type,
10691                                    struct btf_field **head_field)
10692 {
10693         const char *head_type_name;
10694         struct btf_field *field;
10695         struct btf_record *rec;
10696         u32 head_off;
10697
10698         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10699                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10700                 return -EFAULT;
10701         }
10702
10703         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10704                 return -EFAULT;
10705
10706         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10707         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10708                 verbose(env,
10709                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10710                         regno, head_type_name);
10711                 return -EINVAL;
10712         }
10713
10714         rec = reg_btf_record(reg);
10715         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10716         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10717         if (!field) {
10718                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10719                 return -EINVAL;
10720         }
10721
10722         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10723         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10724                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10725                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10726                 return -EINVAL;
10727         }
10728
10729         if (*head_field) {
10730                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10731                 return -EFAULT;
10732         }
10733         *head_field = field;
10734         return 0;
10735 }
10736
10737 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10738                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10739                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10740 {
10741         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10742                                                           &meta->arg_list_head.field);
10743 }
10744
10745 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10746                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10747                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10748 {
10749         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10750                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10751 }
10752
10753 static int
10754 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10755                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10756                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10757                                    enum btf_field_type head_field_type,
10758                                    enum btf_field_type node_field_type,
10759                                    struct btf_field **node_field)
10760 {
10761         const char *node_type_name;
10762         const struct btf_type *et, *t;
10763         struct btf_field *field;
10764         u32 node_off;
10765
10766         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10767                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10768                 return -EFAULT;
10769         }
10770
10771         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10772                 return -EFAULT;
10773
10774         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10775         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10776                 verbose(env,
10777                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10778                         regno, node_type_name);
10779                 return -EINVAL;
10780         }
10781
10782         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10783         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10784         if (!field || field->offset != node_off) {
10785                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10786                 return -EINVAL;
10787         }
10788
10789         field = *node_field;
10790
10791         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10792         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10793         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10794                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10795                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10796                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10797                         btf_field_type_name(head_field_type),
10798                         btf_field_type_name(node_field_type),
10799                         field->graph_root.node_offset,
10800                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10801                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10802                 return -EINVAL;
10803         }
10804         meta->arg_btf = reg->btf;
10805         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10806
10807         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10808                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10809                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10810                         field->graph_root.node_offset,
10811                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10812                 return -EINVAL;
10813         }
10814
10815         return 0;
10816 }
10817
10818 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10819                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10820                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10821 {
10822         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10823                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10824                                                   &meta->arg_list_head.field);
10825 }
10826
10827 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10828                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10829                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10830 {
10831         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10832                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10833                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10834 }
10835
10836 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10837                             int insn_idx)
10838 {
10839         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10840         const struct btf *btf = meta->btf;
10841         const struct btf_param *args;
10842         struct btf_record *rec;
10843         u32 i, nargs;
10844         int ret;
10845
10846         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10847         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10848         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10849                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10850                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10851                 return -EINVAL;
10852         }
10853
10854         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10855          * verifier sees.
10856          */
10857         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10858                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10859                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10860                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10861                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10862                 bool is_ret_buf_sz = false;
10863                 int kf_arg_type;
10864
10865                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10866
10867                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10868                         continue;
10869
10870                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10871                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10872                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10873                                 return -EINVAL;
10874                         }
10875
10876                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10877                                 if (meta->arg_constant.found) {
10878                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10879                                         return -EFAULT;
10880                                 }
10881                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10882                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10883                                         return -EINVAL;
10884                                 }
10885                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10886                                 if (ret < 0)
10887                                         return ret;
10888                                 meta->arg_constant.found = true;
10889                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10890                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10891                                 meta->r0_rdonly = true;
10892                                 is_ret_buf_sz = true;
10893                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10894                                 is_ret_buf_sz = true;
10895                         }
10896
10897                         if (is_ret_buf_sz) {
10898                                 if (meta->r0_size) {
10899                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10900                                         return -EINVAL;
10901                                 }
10902
10903                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10904                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10905                                         return -EINVAL;
10906                                 }
10907
10908                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10909                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10910                                 if (ret)
10911                                         return ret;
10912                         }
10913                         continue;
10914                 }
10915
10916                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10917                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10918                         return -EINVAL;
10919                 }
10920
10921                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10922                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10923                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10924                         return -EACCES;
10925                 }
10926
10927                 if (reg->ref_obj_id) {
10928                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10929                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10930                                         regno, reg->ref_obj_id,
10931                                         meta->ref_obj_id);
10932                                 return -EFAULT;
10933                         }
10934                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10935                         if (is_kfunc_release(meta))
10936                                 meta->release_regno = regno;
10937                 }
10938
10939                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10940                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10941
10942                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10943                 if (kf_arg_type < 0)
10944                         return kf_arg_type;
10945
10946                 switch (kf_arg_type) {
10947                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10948                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10949                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10950                                 break;
10951
10952                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10953                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10954                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10955                                         return -EINVAL;
10956                                 }
10957                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10958                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10959                                         return -EINVAL;
10960                                 }
10961                         }
10962
10963                         fallthrough;
10964                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10965                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10966                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10967                         break;
10968                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10969                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10970                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10971                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10972                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10973                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10974                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10975                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10976                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10977                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10978                         /* Trusted by default */
10979                         break;
10980                 default:
10981                         WARN_ON_ONCE(1);
10982                         return -EFAULT;
10983                 }
10984
10985                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10986                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10987                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10988                 if (ret < 0)
10989                         return ret;
10990
10991                 switch (kf_arg_type) {
10992                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10993                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10994                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10995                                 return -EINVAL;
10996                         }
10997
10998                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10999                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11000                                 if (ret < 0)
11001                                         return -EINVAL;
11002                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11003                         }
11004                         break;
11005                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11006                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11007                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11008                                 return -EINVAL;
11009                         }
11010                         if (!reg->ref_obj_id) {
11011                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11012                                 return -EINVAL;
11013                         }
11014                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11015                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11016                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11017                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11018                         }
11019                         break;
11020                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11021                 {
11022                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11023                         int clone_ref_obj_id = 0;
11024
11025                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11026                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11027                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11028                                 return -EINVAL;
11029                         }
11030
11031                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11032                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11033
11034                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11035                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11036
11037                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11038                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11039                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11040                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11041                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11042                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11043                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11044
11045                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11046                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11047                                         return -EFAULT;
11048                                 }
11049
11050                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11051                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11052                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11053                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11054                                         return -EFAULT;
11055                                 }
11056                         }
11057
11058                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11059                         if (ret < 0)
11060                                 return ret;
11061
11062                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11063                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11064
11065                                 if (id < 0) {
11066                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11067                                         return id;
11068                                 }
11069                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11070                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11071                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11072                         }
11073
11074                         break;
11075                 }
11076                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11077                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11078                         if (ret < 0)
11079                                 return ret;
11080                         break;
11081                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11082                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11083                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11084                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11085                                 return -EINVAL;
11086                         }
11087                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11088                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11089                                 return -EINVAL;
11090                         }
11091                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11092                         if (ret < 0)
11093                                 return ret;
11094                         break;
11095                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11096                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11097                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11098                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11099                                 return -EINVAL;
11100                         }
11101                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11102                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11103                                 return -EINVAL;
11104                         }
11105                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11106                         if (ret < 0)
11107                                 return ret;
11108                         break;
11109                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11110                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11111                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11112                                 return -EINVAL;
11113                         }
11114                         if (!reg->ref_obj_id) {
11115                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11116                                 return -EINVAL;
11117                         }
11118                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11119                         if (ret < 0)
11120                                 return ret;
11121                         break;
11122                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11123                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11124                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11125                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11126                                         return -EINVAL;
11127                                 }
11128                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11129                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11130                                         return -EINVAL;
11131                                 }
11132                         } else {
11133                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11134                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11135                                         return -EINVAL;
11136                                 }
11137                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11138                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11139                                         return -EINVAL;
11140                                 }
11141                         }
11142
11143                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11144                         if (ret < 0)
11145                                 return ret;
11146                         break;
11147                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11148                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11149                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11150                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11151                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11152                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11153                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11154                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11155                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11156                                 return -EINVAL;
11157                         }
11158                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11159                         if (ret < 0)
11160                                 return ret;
11161                         break;
11162                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11163                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11164                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11165                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11166                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11167                                 return -EINVAL;
11168                         }
11169                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11170                         if (ret < 0)
11171                                 return ret;
11172                         break;
11173                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11174                 {
11175                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11176                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11177                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11178                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11179
11180                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11181                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11182                                 if (ret < 0) {
11183                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11184                                         return ret;
11185                                 }
11186                         }
11187
11188                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11189                                 if (meta->arg_constant.found) {
11190                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11191                                         return -EFAULT;
11192                                 }
11193                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11194                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11195                                         return -EINVAL;
11196                                 }
11197                                 meta->arg_constant.found = true;
11198                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11199                         }
11200
11201                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11202                         i++;
11203                         break;
11204                 }
11205                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11206                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11207                         break;
11208                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11209                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11210                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11211                                 return -EINVAL;
11212                         }
11213                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11214                                 meta->arg_owning_ref = true;
11215
11216                         rec = reg_btf_record(reg);
11217                         if (!rec) {
11218                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11219                                 return -EFAULT;
11220                         }
11221
11222                         if (rec->refcount_off < 0) {
11223                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11224                                 return -EINVAL;
11225                         }
11226                         if (rec->refcount_off >= 0) {
11227                                 verbose(env, "bpf_refcount_acquire calls are disabled for now\n");
11228                                 return -EINVAL;
11229                         }
11230                         meta->arg_btf = reg->btf;
11231                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11232                         break;
11233                 }
11234         }
11235
11236         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11237                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11238                         func_name);
11239                 return -EINVAL;
11240         }
11241
11242         return 0;
11243 }
11244
11245 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11246                             struct bpf_insn *insn,
11247                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11248                             const char **kfunc_name)
11249 {
11250         const struct btf_type *func, *func_proto;
11251         u32 func_id, *kfunc_flags;
11252         const char *func_name;
11253         struct btf *desc_btf;
11254
11255         if (kfunc_name)
11256                 *kfunc_name = NULL;
11257
11258         if (!insn->imm)
11259                 return -EINVAL;
11260
11261         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11262         if (IS_ERR(desc_btf))
11263                 return PTR_ERR(desc_btf);
11264
11265         func_id = insn->imm;
11266         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11267         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11268         if (kfunc_name)
11269                 *kfunc_name = func_name;
11270         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11271
11272         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11273         if (!kfunc_flags) {
11274                 return -EACCES;
11275         }
11276
11277         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11278         meta->btf = desc_btf;
11279         meta->func_id = func_id;
11280         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11281         meta->func_proto = func_proto;
11282         meta->func_name = func_name;
11283
11284         return 0;
11285 }
11286
11287 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11288                             int *insn_idx_p)
11289 {
11290         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11291         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11292         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11293         const char *func_name, *ptr_type_name;
11294         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11295         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11296         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11297         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11298         const struct btf_param *args;
11299         const struct btf_type *ret_t;
11300         struct btf *desc_btf;
11301
11302         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11303         if (!insn->imm)
11304                 return 0;
11305
11306         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11307         if (err == -EACCES && func_name)
11308                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11309         if (err)
11310                 return err;
11311         desc_btf = meta.btf;
11312         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11313
11314         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11315
11316         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11317                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11318                 return -EACCES;
11319         }
11320
11321         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11322         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11323                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11324                 return -EACCES;
11325         }
11326
11327         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11328         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11329
11330         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11331                 struct bpf_func_state *state;
11332                 struct bpf_reg_state *reg;
11333
11334                 if (rcu_lock) {
11335                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11336                         return -EINVAL;
11337                 } else if (rcu_unlock) {
11338                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11339                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11340                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11341                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11342                                 }
11343                         }));
11344                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11345                 } else if (sleepable) {
11346                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11347                         return -EACCES;
11348                 }
11349         } else if (rcu_lock) {
11350                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11351         } else if (rcu_unlock) {
11352                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11353                 return -EINVAL;
11354         }
11355
11356         /* Check the arguments */
11357         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11358         if (err < 0)
11359                 return err;
11360         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11361          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11362          */
11363         if (meta.release_regno) {
11364                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11365                 if (err) {
11366                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11367                                 func_name, meta.func_id);
11368                         return err;
11369                 }
11370         }
11371
11372         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11373             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11374             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11375                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11376                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11377                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11378                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11379                 if (err) {
11380                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11381                                 func_name, meta.func_id);
11382                         return err;
11383                 }
11384
11385                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11386                 if (err) {
11387                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11388                                 func_name, meta.func_id);
11389                         return err;
11390                 }
11391         }
11392
11393         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11394                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11395                                         set_rbtree_add_callback_state);
11396                 if (err) {
11397                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11398                                 func_name, meta.func_id);
11399                         return err;
11400                 }
11401         }
11402
11403         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11404                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11405
11406         /* Check return type */
11407         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11408
11409         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11410                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11411                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11412                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11413                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11414                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11415                         return -EINVAL;
11416                 }
11417         }
11418
11419         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11420                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11421                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11422         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11423                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11424
11425                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11426                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11427                                 struct btf *ret_btf;
11428                                 u32 ret_btf_id;
11429
11430                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11431                                         return -ENOMEM;
11432
11433                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11434                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11435                                         return -EINVAL;
11436                                 }
11437
11438                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11439                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11440
11441                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11442                                 if (!ret_btf) {
11443                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11444                                         return -EINVAL;
11445                                 }
11446
11447                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11448                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11449                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11450                                         return -EINVAL;
11451                                 }
11452
11453                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11454                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11455                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11456                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11457
11458                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11459                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11460                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11461                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11462                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11463                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11464                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11465                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11466
11467                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11468                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11469                                                              meta.arg_btf_id);
11470                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11471                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11472                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11473
11474                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11475                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11476                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11477                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11478
11479                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11480                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11481                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11482                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11483                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11484                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11485                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11486                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11487                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11488                                         verbose(env,
11489                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11490                                         return -EINVAL;
11491                                 }
11492
11493                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11494                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11495                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11496                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11497                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11498                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11499                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11500
11501                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11502
11503                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11504                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11505                                         return -EFAULT;
11506                                 }
11507
11508                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11509
11510                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11511                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11512
11513                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11514                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11515                                 } else {
11516                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11517                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11518                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11519                                                 return -EINVAL;
11520                                         }
11521                                 }
11522
11523                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11524                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11525                                         return -EFAULT;
11526                                 }
11527                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11528
11529                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11530                                  * because packet slices are not refcounted (see
11531                                  * dynptr_type_refcounted)
11532                                  */
11533                         } else {
11534                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11535                                         meta.func_name);
11536                                 return -EFAULT;
11537                         }
11538                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11539                         if (!meta.r0_size) {
11540                                 __u32 sz;
11541
11542                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11543                                         meta.r0_size = sz;
11544                                         meta.r0_rdonly = true;
11545                                 }
11546                         }
11547                         if (!meta.r0_size) {
11548                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11549                                                                    ptr_type->name_off);
11550                                 verbose(env,
11551                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11552                                         func_name,
11553                                         btf_type_str(ptr_type),
11554                                         ptr_type_name);
11555                                 return -EINVAL;
11556                         }
11557
11558                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11559                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11560                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11561
11562                         if (meta.r0_rdonly)
11563                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11564
11565                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11566                         if (meta.ref_obj_id)
11567                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11568                 } else {
11569                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11570                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11571                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11572                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11573                 }
11574
11575                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11576                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11577                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11578                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11579                 }
11580                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11581                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11582                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11583
11584                         if (id < 0)
11585                                 return id;
11586                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11587                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11588                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11589                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11590                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11591                 }
11592
11593                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11594                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11595         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11596                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11597                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11598                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11599                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11600                                                              meta.arg_btf_id);
11601                         }
11602                 }
11603         }
11604
11605         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11606         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11607         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11608                 u32 regno = i + 1;
11609
11610                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11611                 if (btf_type_is_ptr(t))
11612                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11613                 else
11614                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11615                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11616         }
11617
11618         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11619                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11620                 if (err)
11621                         return err;
11622         }
11623
11624         return 0;
11625 }
11626
11627 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11628 {
11629         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11630         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11631
11632         if (b < 0)
11633                 return res > a;
11634         return res < a;
11635 }
11636
11637 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11638 {
11639         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11640         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11641
11642         if (b < 0)
11643                 return res > a;
11644         return res < a;
11645 }
11646
11647 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11648 {
11649         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11650         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11651
11652         if (b < 0)
11653                 return res < a;
11654         return res > a;
11655 }
11656
11657 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11658 {
11659         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11660         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11661
11662         if (b < 0)
11663                 return res < a;
11664         return res > a;
11665 }
11666
11667 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11668                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11669                                   enum bpf_reg_type type)
11670 {
11671         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11672         s64 val = reg->var_off.value;
11673         s64 smin = reg->smin_value;
11674
11675         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11676                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11677                         reg_type_str(env, type), val);
11678                 return false;
11679         }
11680
11681         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11682                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11683                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11684                 return false;
11685         }
11686
11687         if (smin == S64_MIN) {
11688                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11689                         reg_type_str(env, type));
11690                 return false;
11691         }
11692
11693         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11694                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11695                         smin, reg_type_str(env, type));
11696                 return false;
11697         }
11698
11699         return true;
11700 }
11701
11702 enum {
11703         REASON_BOUNDS   = -1,
11704         REASON_TYPE     = -2,
11705         REASON_PATHS    = -3,
11706         REASON_LIMIT    = -4,
11707         REASON_STACK    = -5,
11708 };
11709
11710 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11711                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11712 {
11713         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11714
11715         switch (ptr_reg->type) {
11716         case PTR_TO_STACK:
11717                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11718                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11719                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11720                  * currently prohibited for unprivileged.
11721                  */
11722                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11723                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11724                 break;
11725         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11726                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11727                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11728                              ptr_reg->smin_value :
11729                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11730                 break;
11731         default:
11732                 return REASON_TYPE;
11733         }
11734
11735         if (ptr_limit >= max)
11736                 return REASON_LIMIT;
11737         *alu_limit = ptr_limit;
11738         return 0;
11739 }
11740
11741 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11742                                     const struct bpf_insn *insn)
11743 {
11744         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11745 }
11746
11747 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11748                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11749 {
11750         /* If we arrived here from different branches with different
11751          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11752          */
11753         if (aux->alu_state &&
11754             (aux->alu_state != alu_state ||
11755              aux->alu_limit != alu_limit))
11756                 return REASON_PATHS;
11757
11758         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11759         aux->alu_state = alu_state;
11760         aux->alu_limit = alu_limit;
11761         return 0;
11762 }
11763
11764 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11765                             struct bpf_insn *insn)
11766 {
11767         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11768
11769         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11770                 return 0;
11771
11772         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11773 }
11774
11775 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11776 {
11777         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11778 }
11779
11780 struct bpf_sanitize_info {
11781         struct bpf_insn_aux_data aux;
11782         bool mask_to_left;
11783 };
11784
11785 static struct bpf_verifier_state *
11786 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11787                           const struct bpf_insn *insn,
11788                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11789 {
11790         struct bpf_verifier_state *branch;
11791         struct bpf_reg_state *regs;
11792
11793         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11794         if (branch && insn) {
11795                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11796                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11797                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11798                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11799                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11800                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11801                 }
11802         }
11803         return branch;
11804 }
11805
11806 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11807                             struct bpf_insn *insn,
11808                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11809                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11810                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11811                             struct bpf_sanitize_info *info,
11812                             const bool commit_window)
11813 {
11814         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11815         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11816         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11817         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11818         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11819         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11820         u32 alu_state, alu_limit;
11821         struct bpf_reg_state tmp;
11822         bool ret;
11823         int err;
11824
11825         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11826                 return 0;
11827
11828         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11829          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11830          * to explore bad access from here.
11831          */
11832         if (vstate->speculative)
11833                 goto do_sim;
11834
11835         if (!commit_window) {
11836                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11837                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11838                         return REASON_BOUNDS;
11839
11840                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11841                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11842         }
11843
11844         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11845         if (err < 0)
11846                 return err;
11847
11848         if (commit_window) {
11849                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11850                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11851                  */
11852                 alu_state = info->aux.alu_state;
11853                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11854         } else {
11855                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11856                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11857                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11858                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11859
11860                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11861                  * potential masking differences from other program paths.
11862                  */
11863                 if (!off_is_imm)
11864                         env->explore_alu_limits = true;
11865         }
11866
11867         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11868         if (err < 0)
11869                 return err;
11870 do_sim:
11871         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11872          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11873          * stack.
11874          *
11875          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11876          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11877          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11878          */
11879         if (commit_window || off_is_imm)
11880                 return 0;
11881
11882         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11883          * speculative execution from truncation as a result of
11884          * masking when off was not within expected range. If off
11885          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11886          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11887          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11888          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11889          * bad access.
11890          */
11891         if (!ptr_is_dst_reg) {
11892                 tmp = *dst_reg;
11893                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11894         }
11895         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11896                                         env->insn_idx);
11897         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11898                 *dst_reg = tmp;
11899         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11900 }
11901
11902 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11903 {
11904         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11905
11906         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11907          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11908          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11909          * rewrite/sanitize them.
11910          */
11911         if (!vstate->speculative)
11912                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11913 }
11914
11915 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11916                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11917                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11918                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11919 {
11920         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11921         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11922         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11923
11924         switch (reason) {
11925         case REASON_BOUNDS:
11926                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11927                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11928                 break;
11929         case REASON_TYPE:
11930                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11931                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11932                 break;
11933         case REASON_PATHS:
11934                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11935                         dst, op, err);
11936                 break;
11937         case REASON_LIMIT:
11938                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11939                         dst, op, err);
11940                 break;
11941         case REASON_STACK:
11942                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11943                         dst, err);
11944                 break;
11945         default:
11946                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11947                         reason);
11948                 break;
11949         }
11950
11951         return -EACCES;
11952 }
11953
11954 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11955  * have a variable offset.
11956  *
11957  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11958  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11959  * retrieve_ptr_limit().
11960  *
11961  *
11962  * 'off' includes 'reg->off'.
11963  */
11964 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11965                                 struct bpf_verifier_env *env,
11966                                 int regno,
11967                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11968                                 int off)
11969 {
11970         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11971                 char tn_buf[48];
11972
11973                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11974                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11975                         regno, tn_buf, off);
11976                 return -EACCES;
11977         }
11978
11979         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11980                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11981                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11982                 return -EACCES;
11983         }
11984
11985         return 0;
11986 }
11987
11988 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11989                                  const struct bpf_insn *insn,
11990                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11991 {
11992         u32 dst = insn->dst_reg;
11993
11994         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11995          * in order to be able to sanitize access later on.
11996          */
11997         if (env->bypass_spec_v1)
11998                 return 0;
11999
12000         switch (dst_reg->type) {
12001         case PTR_TO_STACK:
12002                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12003                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12004                         return -EACCES;
12005                 break;
12006         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12007                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12008                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12009                                 "prohibited for !root\n", dst);
12010                         return -EACCES;
12011                 }
12012                 break;
12013         default:
12014                 break;
12015         }
12016
12017         return 0;
12018 }
12019
12020 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12021  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12022  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12023  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12024  */
12025 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12026                                    struct bpf_insn *insn,
12027                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12028                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12029 {
12030         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12031         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12032         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12033         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12034         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12035             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12036         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12037             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12038         struct bpf_sanitize_info info = {};
12039         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12040         u32 dst = insn->dst_reg;
12041         int ret;
12042
12043         dst_reg = &regs[dst];
12044
12045         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12046             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12047                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12048                  * e.g. dead branches.
12049                  */
12050                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12051                 return 0;
12052         }
12053
12054         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12055                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12056                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12057                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12058                         return 0;
12059                 }
12060
12061                 verbose(env,
12062                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12063                         dst);
12064                 return -EACCES;
12065         }
12066
12067         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12068                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12069                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12070                 return -EACCES;
12071         }
12072
12073         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12074         case CONST_PTR_TO_MAP:
12075                 /* smin_val represents the known value */
12076                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12077                         break;
12078                 fallthrough;
12079         case PTR_TO_PACKET_END:
12080         case PTR_TO_SOCKET:
12081         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12082         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12083         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12084                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12085                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12086                 return -EACCES;
12087         default:
12088                 break;
12089         }
12090
12091         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12092          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12093          */
12094         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12095         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12096
12097         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12098             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12099                 return -EINVAL;
12100
12101         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12102         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12103
12104         if (sanitize_needed(opcode)) {
12105                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12106                                        &info, false);
12107                 if (ret < 0)
12108                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12109         }
12110
12111         switch (opcode) {
12112         case BPF_ADD:
12113                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12114                  * the s32 'off' field
12115                  */
12116                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12117                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12118                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12119                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12120                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12121                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12122                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12123                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12124                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12125                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12126                         break;
12127                 }
12128                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12129                  * == 0, since it's a scalar.
12130                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12131                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12132                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12133                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12134                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12135                  * from ptr_reg.
12136                  */
12137                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12138                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12139                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12140                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12141                 } else {
12142                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12143                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12144                 }
12145                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12146                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12147                         dst_reg->umin_value = 0;
12148                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12149                 } else {
12150                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12151                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12152                 }
12153                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12154                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12155                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12156                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12157                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12158                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12159                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12160                 }
12161                 break;
12162         case BPF_SUB:
12163                 if (dst_reg == off_reg) {
12164                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12165                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12166                                 dst);
12167                         return -EACCES;
12168                 }
12169                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12170                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12171                  * be able to deal with it.
12172                  */
12173                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12174                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12175                                 dst);
12176                         return -EACCES;
12177                 }
12178                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12179                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12180                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12181                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12182                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12183                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12184                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12185                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12186                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12187                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12188                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12189                         break;
12190                 }
12191                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12192                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12193                  */
12194                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12195                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12196                         /* Overflow possible, we know nothing */
12197                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12198                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12199                 } else {
12200                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12201                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12202                 }
12203                 if (umin_ptr < umax_val) {
12204                         /* Overflow possible, we know nothing */
12205                         dst_reg->umin_value = 0;
12206                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12207                 } else {
12208                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12209                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12210                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12211                 }
12212                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12213                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12214                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12215                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12216                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12217                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12218                         if (smin_val < 0)
12219                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12220                 }
12221                 break;
12222         case BPF_AND:
12223         case BPF_OR:
12224         case BPF_XOR:
12225                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12226                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12227                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12228                 return -EACCES;
12229         default:
12230                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12231                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12232                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12233                 return -EACCES;
12234         }
12235
12236         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12237                 return -EINVAL;
12238         reg_bounds_sync(dst_reg);
12239         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12240                 return -EACCES;
12241         if (sanitize_needed(opcode)) {
12242                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12243                                        &info, true);
12244                 if (ret < 0)
12245                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12246         }
12247
12248         return 0;
12249 }
12250
12251 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12252                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12253 {
12254         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12255         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12256         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12257         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12258
12259         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12260             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12261                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12262                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12263         } else {
12264                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12265                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12266         }
12267         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12268             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12269                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12270                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12271         } else {
12272                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12273                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12274         }
12275 }
12276
12277 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12278                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12279 {
12280         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12281         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12282         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12283         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12284
12285         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12286             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12287                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12288                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12289         } else {
12290                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12291                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12292         }
12293         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12294             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12295                 dst_reg->umin_value = 0;
12296                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12297         } else {
12298                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12299                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12300         }
12301 }
12302
12303 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12304                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12305 {
12306         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12307         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12308         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12309         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12310
12311         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12312             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12313                 /* Overflow possible, we know nothing */
12314                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12315                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12316         } else {
12317                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12318                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12319         }
12320         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12321                 /* Overflow possible, we know nothing */
12322                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12323                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12324         } else {
12325                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12326                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12327                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12328         }
12329 }
12330
12331 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12332                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12333 {
12334         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12335         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12336         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12337         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12338
12339         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12340             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12341                 /* Overflow possible, we know nothing */
12342                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12343                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12344         } else {
12345                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12346                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12347         }
12348         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12349                 /* Overflow possible, we know nothing */
12350                 dst_reg->umin_value = 0;
12351                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12352         } else {
12353                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12354                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12355                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12356         }
12357 }
12358
12359 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12360                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12361 {
12362         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12363         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12364         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12365
12366         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12367                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12368                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12369                 return;
12370         }
12371         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12372          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12373          */
12374         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12375                 /* Potential overflow, we know nothing */
12376                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12377                 return;
12378         }
12379         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12380         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12381         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12382                 /* Overflow possible, we know nothing */
12383                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12384                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12385         } else {
12386                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12387                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12388         }
12389 }
12390
12391 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12392                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12393 {
12394         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12395         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12396         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12397
12398         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12399                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12400                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12401                 return;
12402         }
12403         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12404          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12405          */
12406         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12407                 /* Potential overflow, we know nothing */
12408                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12409                 return;
12410         }
12411         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12412         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12413         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12414                 /* Overflow possible, we know nothing */
12415                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12416                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12417         } else {
12418                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12419                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12420         }
12421 }
12422
12423 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12424                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12425 {
12426         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12427         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12428         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12429         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12430         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12431
12432         if (src_known && dst_known) {
12433                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12434                 return;
12435         }
12436
12437         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12438          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12439          */
12440         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12441         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12442         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12443                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12444                  * ain't nobody got time for that.
12445                  */
12446                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12447                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12448         } else {
12449                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12450                  * cast result into s64.
12451                  */
12452                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12453                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12454         }
12455 }
12456
12457 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12458                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12459 {
12460         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12461         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12462         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12463         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12464
12465         if (src_known && dst_known) {
12466                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12467                 return;
12468         }
12469
12470         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12471          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12472          */
12473         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12474         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12475         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12476                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12477                  * ain't nobody got time for that.
12478                  */
12479                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12480                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12481         } else {
12482                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12483                  * cast result into s64.
12484                  */
12485                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12486                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12487         }
12488         /* We may learn something more from the var_off */
12489         __update_reg_bounds(dst_reg);
12490 }
12491
12492 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12493                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12494 {
12495         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12496         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12497         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12498         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12499         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12500
12501         if (src_known && dst_known) {
12502                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12503                 return;
12504         }
12505
12506         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12507          * maximum of the operands' minima
12508          */
12509         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12510         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12511         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12512                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12513                  * ain't nobody got time for that.
12514                  */
12515                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12516                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12517         } else {
12518                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12519                  * cast result into s64.
12520                  */
12521                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12522                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12523         }
12524 }
12525
12526 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12527                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12528 {
12529         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12530         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12531         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12532         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12533
12534         if (src_known && dst_known) {
12535                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12536                 return;
12537         }
12538
12539         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12540          * maximum of the operands' minima
12541          */
12542         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12543         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12544         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12545                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12546                  * ain't nobody got time for that.
12547                  */
12548                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12549                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12550         } else {
12551                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12552                  * cast result into s64.
12553                  */
12554                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12555                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12556         }
12557         /* We may learn something more from the var_off */
12558         __update_reg_bounds(dst_reg);
12559 }
12560
12561 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12562                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12563 {
12564         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12565         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12566         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12567         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12568
12569         if (src_known && dst_known) {
12570                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12571                 return;
12572         }
12573
12574         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12575         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12576         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12577
12578         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12579                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12580                  * so safe to cast u32 result into s32.
12581                  */
12582                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12583                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12584         } else {
12585                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12586                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12587         }
12588 }
12589
12590 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12591                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12592 {
12593         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12594         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12595         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12596
12597         if (src_known && dst_known) {
12598                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12599                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12600                 return;
12601         }
12602
12603         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12604         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12605         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12606
12607         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12608                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12609                  * so safe to cast u64 result into s64.
12610                  */
12611                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12612                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12613         } else {
12614                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12615                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12616         }
12617
12618         __update_reg_bounds(dst_reg);
12619 }
12620
12621 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12622                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12623 {
12624         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12625          * up from var_off)
12626          */
12627         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12628         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12629         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12630         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12631                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12632                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12633         } else {
12634                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12635                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12636         }
12637 }
12638
12639 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12640                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12641 {
12642         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12643         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12644         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12645         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12646
12647         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12648         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12649         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12650          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12651          * if some path skips this step we are still safe.
12652          */
12653         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12654         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12655 }
12656
12657 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12658                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12659 {
12660         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12661          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12662          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12663          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12664          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12665          * later to shifts of any length.
12666          */
12667         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12668                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12669         else
12670                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12671
12672         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12673                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12674         else
12675                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12676
12677         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12678         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12679                 dst_reg->umin_value = 0;
12680                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12681         } else {
12682                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12683                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12684         }
12685 }
12686
12687 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12688                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12689 {
12690         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12691         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12692
12693         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12694         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12695         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12696
12697         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12698         /* We may learn something more from the var_off */
12699         __update_reg_bounds(dst_reg);
12700 }
12701
12702 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12703                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12704 {
12705         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12706         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12707         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12708
12709         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12710          * be negative, then either:
12711          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12712          *    unknown, so we lose our signed bounds
12713          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12714          *    signed bounds
12715          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12716          *    about the result
12717          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12718          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12719          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12720          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12721          * var_off of the result.
12722          */
12723         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12724         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12725
12726         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12727         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12728         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12729
12730         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12731         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12732 }
12733
12734 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12735                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12736 {
12737         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12738         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12739
12740         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12741          * be negative, then either:
12742          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12743          *    unknown, so we lose our signed bounds
12744          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12745          *    signed bounds
12746          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12747          *    about the result
12748          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12749          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12750          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12751          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12752          * var_off of the result.
12753          */
12754         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12755         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12756         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12757         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12758         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12759
12760         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12761          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12762          * so we can recalculate later from tnum.
12763          */
12764         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12765         __update_reg_bounds(dst_reg);
12766 }
12767
12768 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12769                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12770 {
12771         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12772
12773         /* Upon reaching here, src_known is true and
12774          * umax_val is equal to umin_val.
12775          */
12776         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12777         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12778
12779         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12780
12781         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12782          * dst_reg var_off to refine the result.
12783          */
12784         dst_reg->u32_min_value = 0;
12785         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12786
12787         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12788         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12789 }
12790
12791 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12792                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12793 {
12794         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12795
12796         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12797          * to umin_val.
12798          */
12799         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12800         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12801
12802         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12803
12804         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12805          * dst_reg var_off to refine the result.
12806          */
12807         dst_reg->umin_value = 0;
12808         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12809
12810         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12811          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12812          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12813          */
12814         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12815         __update_reg_bounds(dst_reg);
12816 }
12817
12818 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12819  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12820  * need extra checks in the 32-bit case.
12821  */
12822 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12823                                       struct bpf_insn *insn,
12824                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12825                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12826 {
12827         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12828         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12829         bool src_known;
12830         s64 smin_val, smax_val;
12831         u64 umin_val, umax_val;
12832         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12833         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12834         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12835         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12836         int ret;
12837
12838         smin_val = src_reg.smin_value;
12839         smax_val = src_reg.smax_value;
12840         umin_val = src_reg.umin_value;
12841         umax_val = src_reg.umax_value;
12842
12843         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12844         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12845         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12846         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12847
12848         if (alu32) {
12849                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12850                 if ((src_known &&
12851                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12852                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12853                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12854                          * derived from e.g. dead branches.
12855                          */
12856                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12857                         return 0;
12858                 }
12859         } else {
12860                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12861                 if ((src_known &&
12862                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12863                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12864                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12865                          * derived from e.g. dead branches.
12866                          */
12867                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12868                         return 0;
12869                 }
12870         }
12871
12872         if (!src_known &&
12873             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12874                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12875                 return 0;
12876         }
12877
12878         if (sanitize_needed(opcode)) {
12879                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12880                 if (ret < 0)
12881                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12882         }
12883
12884         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12885          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12886          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12887          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12888          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12889          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12890          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12891          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12892          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12893          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12894          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12895          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12896          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12897          */
12898         switch (opcode) {
12899         case BPF_ADD:
12900                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12901                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12902                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12903                 break;
12904         case BPF_SUB:
12905                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12906                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12907                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12908                 break;
12909         case BPF_MUL:
12910                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12911                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12912                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12913                 break;
12914         case BPF_AND:
12915                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12916                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12917                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12918                 break;
12919         case BPF_OR:
12920                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12921                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12922                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12923                 break;
12924         case BPF_XOR:
12925                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12926                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12927                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12928                 break;
12929         case BPF_LSH:
12930                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12931                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12932                          * This includes shifts by a negative number.
12933                          */
12934                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12935                         break;
12936                 }
12937                 if (alu32)
12938                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12939                 else
12940                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12941                 break;
12942         case BPF_RSH:
12943                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12944                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12945                          * This includes shifts by a negative number.
12946                          */
12947                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12948                         break;
12949                 }
12950                 if (alu32)
12951                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12952                 else
12953                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12954                 break;
12955         case BPF_ARSH:
12956                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12957                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12958                          * This includes shifts by a negative number.
12959                          */
12960                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12961                         break;
12962                 }
12963                 if (alu32)
12964                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12965                 else
12966                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12967                 break;
12968         default:
12969                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12970                 break;
12971         }
12972
12973         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12974         if (alu32)
12975                 zext_32_to_64(dst_reg);
12976         reg_bounds_sync(dst_reg);
12977         return 0;
12978 }
12979
12980 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12981  * and var_off.
12982  */
12983 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12984                                    struct bpf_insn *insn)
12985 {
12986         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12987         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12988         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12989         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12990         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12991         int err;
12992
12993         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12994         src_reg = NULL;
12995         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12996                 ptr_reg = dst_reg;
12997         else
12998                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
12999                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13000                  */
13001                 dst_reg->id = 0;
13002         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13003                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13004                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13005                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13006                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13007                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13008                                  * pointer subtraction
13009                                  */
13010                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13011                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13012                                         return 0;
13013                                 }
13014                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13015                                         insn->dst_reg,
13016                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13017                                 return -EACCES;
13018                         } else {
13019                                 /* scalar += pointer
13020                                  * This is legal, but we have to reverse our
13021                                  * src/dest handling in computing the range
13022                                  */
13023                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13024                                 if (err)
13025                                         return err;
13026                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13027                                                                src_reg, dst_reg);
13028                         }
13029                 } else if (ptr_reg) {
13030                         /* pointer += scalar */
13031                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13032                         if (err)
13033                                 return err;
13034                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13035                                                        dst_reg, src_reg);
13036                 } else if (dst_reg->precise) {
13037                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13038                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13039                         if (err)
13040                                 return err;
13041                 }
13042         } else {
13043                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13044                  * need to be able to read from this state.
13045                  */
13046                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13047                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13048                 src_reg = &off_reg;
13049                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13050                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13051                                                        ptr_reg, src_reg);
13052         }
13053
13054         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13055         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13056                 print_verifier_state(env, state, true);
13057                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13058                 return -EINVAL;
13059         }
13060         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13061                 print_verifier_state(env, state, true);
13062                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13063                 return -EINVAL;
13064         }
13065         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13066 }
13067
13068 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13069 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13070 {
13071         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13072         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13073         int err;
13074
13075         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13076                 if (opcode == BPF_NEG) {
13077                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13078                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13079                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13080                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13081                                 return -EINVAL;
13082                         }
13083                 } else {
13084                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13085                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13086                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13087                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13088                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13089                                 return -EINVAL;
13090                         }
13091                 }
13092
13093                 /* check src operand */
13094                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13095                 if (err)
13096                         return err;
13097
13098                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13099                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13100                                 insn->dst_reg);
13101                         return -EACCES;
13102                 }
13103
13104                 /* check dest operand */
13105                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13106                 if (err)
13107                         return err;
13108
13109         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13110
13111                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13112                         if (insn->imm != 0) {
13113                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13114                                 return -EINVAL;
13115                         }
13116
13117                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13118                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13119                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13120                                         return -EINVAL;
13121                                 }
13122                         } else {
13123                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13124                                     insn->off != 32) {
13125                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13126                                         return -EINVAL;
13127                                 }
13128                         }
13129
13130                         /* check src operand */
13131                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13132                         if (err)
13133                                 return err;
13134                 } else {
13135                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13136                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13137                                 return -EINVAL;
13138                         }
13139                 }
13140
13141                 /* check dest operand, mark as required later */
13142                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13143                 if (err)
13144                         return err;
13145
13146                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13147                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13148                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13149                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13150                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13151
13152                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13153                                 if (insn->off == 0) {
13154                                         /* case: R1 = R2
13155                                          * copy register state to dest reg
13156                                          */
13157                                         if (need_id)
13158                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13159                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13160                                                  * to propagate min/max range.
13161                                                  */
13162                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13163                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13164                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13165                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13166                                 } else {
13167                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13168                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13169                                                 verbose(env,
13170                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13171                                                         insn->src_reg);
13172                                                 return -EACCES;
13173                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13174                                                 bool no_sext;
13175
13176                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13177                                                 if (no_sext && need_id)
13178                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13179                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13180                                                 if (!no_sext)
13181                                                         dst_reg->id = 0;
13182                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13183                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13184                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13185                                         } else {
13186                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13187                                         }
13188                                 }
13189                         } else {
13190                                 /* R1 = (u32) R2 */
13191                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13192                                         verbose(env,
13193                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13194                                                 insn->src_reg);
13195                                         return -EACCES;
13196                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13197                                         if (insn->off == 0) {
13198                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13199
13200                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13201                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13202                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13203                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13204                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13205                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13206                                                  */
13207                                                 if (!is_src_reg_u32)
13208                                                         dst_reg->id = 0;
13209                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13210                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13211                                         } else {
13212                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13213                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13214
13215                                                 if (no_sext && need_id)
13216                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13217                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13218                                                 if (!no_sext)
13219                                                         dst_reg->id = 0;
13220                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13221                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13222                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13223                                         }
13224                                 } else {
13225                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13226                                                          insn->dst_reg);
13227                                 }
13228                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13229                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13230                         }
13231                 } else {
13232                         /* case: R = imm
13233                          * remember the value we stored into this reg
13234                          */
13235                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13236                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13237                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13238                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13239                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13240                                                  insn->imm);
13241                         } else {
13242                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13243                                                  (u32)insn->imm);
13244                         }
13245                 }
13246
13247         } else if (opcode > BPF_END) {
13248                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13249                 return -EINVAL;
13250
13251         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13252
13253                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13254                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
13255                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13256                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13257                                 return -EINVAL;
13258                         }
13259                         /* check src1 operand */
13260                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13261                         if (err)
13262                                 return err;
13263                 } else {
13264                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
13265                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13266                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13267                                 return -EINVAL;
13268                         }
13269                 }
13270
13271                 /* check src2 operand */
13272                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13273                 if (err)
13274                         return err;
13275
13276                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13277                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13278                         verbose(env, "div by zero\n");
13279                         return -EINVAL;
13280                 }
13281
13282                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13283                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13284                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13285
13286                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13287                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13288                                 return -EINVAL;
13289                         }
13290                 }
13291
13292                 /* check dest operand */
13293                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13294                 if (err)
13295                         return err;
13296
13297                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13298         }
13299
13300         return 0;
13301 }
13302
13303 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13304                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13305                                    enum bpf_reg_type type,
13306                                    bool range_right_open)
13307 {
13308         struct bpf_func_state *state;
13309         struct bpf_reg_state *reg;
13310         int new_range;
13311
13312         if (dst_reg->off < 0 ||
13313             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13314                 /* This doesn't give us any range */
13315                 return;
13316
13317         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13318             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13319                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13320                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13321                  */
13322                 return;
13323
13324         new_range = dst_reg->off;
13325         if (range_right_open)
13326                 new_range++;
13327
13328         /* Examples for register markings:
13329          *
13330          * pkt_data in dst register:
13331          *
13332          *   r2 = r3;
13333          *   r2 += 8;
13334          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13335          *   <access okay>
13336          *
13337          *   r2 = r3;
13338          *   r2 += 8;
13339          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13340          *   <handle exception>
13341          *
13342          *   Where:
13343          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13344          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13345          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13346          *
13347          * pkt_data in src register:
13348          *
13349          *   r2 = r3;
13350          *   r2 += 8;
13351          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13352          *   <handle exception>
13353          *
13354          *   r2 = r3;
13355          *   r2 += 8;
13356          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13357          *   <access okay>
13358          *
13359          *   Where:
13360          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13361          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13362          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13363          *
13364          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13365          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13366          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13367          * the check.
13368          */
13369
13370         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13371          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13372          * the range won't allow anything.
13373          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13374          */
13375         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13376                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13377                         /* keep the maximum range already checked */
13378                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13379         }));
13380 }
13381
13382 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13383 {
13384         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13385         s32 sval = (s32)val;
13386
13387         switch (opcode) {
13388         case BPF_JEQ:
13389                 if (tnum_is_const(subreg))
13390                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13391                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13392                         return 0;
13393                 break;
13394         case BPF_JNE:
13395                 if (tnum_is_const(subreg))
13396                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13397                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13398                         return 1;
13399                 break;
13400         case BPF_JSET:
13401                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13402                         return 1;
13403                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13404                         return 0;
13405                 break;
13406         case BPF_JGT:
13407                 if (reg->u32_min_value > val)
13408                         return 1;
13409                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13410                         return 0;
13411                 break;
13412         case BPF_JSGT:
13413                 if (reg->s32_min_value > sval)
13414                         return 1;
13415                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13416                         return 0;
13417                 break;
13418         case BPF_JLT:
13419                 if (reg->u32_max_value < val)
13420                         return 1;
13421                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13422                         return 0;
13423                 break;
13424         case BPF_JSLT:
13425                 if (reg->s32_max_value < sval)
13426                         return 1;
13427                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13428                         return 0;
13429                 break;
13430         case BPF_JGE:
13431                 if (reg->u32_min_value >= val)
13432                         return 1;
13433                 else if (reg->u32_max_value < val)
13434                         return 0;
13435                 break;
13436         case BPF_JSGE:
13437                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13438                         return 1;
13439                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13440                         return 0;
13441                 break;
13442         case BPF_JLE:
13443                 if (reg->u32_max_value <= val)
13444                         return 1;
13445                 else if (reg->u32_min_value > val)
13446                         return 0;
13447                 break;
13448         case BPF_JSLE:
13449                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13450                         return 1;
13451                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13452                         return 0;
13453                 break;
13454         }
13455
13456         return -1;
13457 }
13458
13459
13460 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13461 {
13462         s64 sval = (s64)val;
13463
13464         switch (opcode) {
13465         case BPF_JEQ:
13466                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13467                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13468                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13469                         return 0;
13470                 break;
13471         case BPF_JNE:
13472                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13473                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13474                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13475                         return 1;
13476                 break;
13477         case BPF_JSET:
13478                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13479                         return 1;
13480                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13481                         return 0;
13482                 break;
13483         case BPF_JGT:
13484                 if (reg->umin_value > val)
13485                         return 1;
13486                 else if (reg->umax_value <= val)
13487                         return 0;
13488                 break;
13489         case BPF_JSGT:
13490                 if (reg->smin_value > sval)
13491                         return 1;
13492                 else if (reg->smax_value <= sval)
13493                         return 0;
13494                 break;
13495         case BPF_JLT:
13496                 if (reg->umax_value < val)
13497                         return 1;
13498                 else if (reg->umin_value >= val)
13499                         return 0;
13500                 break;
13501         case BPF_JSLT:
13502                 if (reg->smax_value < sval)
13503                         return 1;
13504                 else if (reg->smin_value >= sval)
13505                         return 0;
13506                 break;
13507         case BPF_JGE:
13508                 if (reg->umin_value >= val)
13509                         return 1;
13510                 else if (reg->umax_value < val)
13511                         return 0;
13512                 break;
13513         case BPF_JSGE:
13514                 if (reg->smin_value >= sval)
13515                         return 1;
13516                 else if (reg->smax_value < sval)
13517                         return 0;
13518                 break;
13519         case BPF_JLE:
13520                 if (reg->umax_value <= val)
13521                         return 1;
13522                 else if (reg->umin_value > val)
13523                         return 0;
13524                 break;
13525         case BPF_JSLE:
13526                 if (reg->smax_value <= sval)
13527                         return 1;
13528                 else if (reg->smin_value > sval)
13529                         return 0;
13530                 break;
13531         }
13532
13533         return -1;
13534 }
13535
13536 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13537  * and return:
13538  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13539  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13540  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13541  *      range [0,10]
13542  */
13543 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13544                            bool is_jmp32)
13545 {
13546         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13547                 if (!reg_not_null(reg))
13548                         return -1;
13549
13550                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13551                  * use this to direct branch taken.
13552                  */
13553                 if (val != 0)
13554                         return -1;
13555
13556                 switch (opcode) {
13557                 case BPF_JEQ:
13558                         return 0;
13559                 case BPF_JNE:
13560                         return 1;
13561                 default:
13562                         return -1;
13563                 }
13564         }
13565
13566         if (is_jmp32)
13567                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13568         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13569 }
13570
13571 static int flip_opcode(u32 opcode)
13572 {
13573         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13574         static const u8 opcode_flip[16] = {
13575                 /* these stay the same */
13576                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13577                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13578                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13579                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13580                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13581                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13582                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13583                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13584                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13585                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13586                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13587                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13588         };
13589         return opcode_flip[opcode >> 4];
13590 }
13591
13592 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13593                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13594                                    u8 opcode)
13595 {
13596         struct bpf_reg_state *pkt;
13597
13598         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13599                 pkt = dst_reg;
13600         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13601                 pkt = src_reg;
13602                 opcode = flip_opcode(opcode);
13603         } else {
13604                 return -1;
13605         }
13606
13607         if (pkt->range >= 0)
13608                 return -1;
13609
13610         switch (opcode) {
13611         case BPF_JLE:
13612                 /* pkt <= pkt_end */
13613                 fallthrough;
13614         case BPF_JGT:
13615                 /* pkt > pkt_end */
13616                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13617                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13618                         return opcode == BPF_JGT;
13619                 break;
13620         case BPF_JLT:
13621                 /* pkt < pkt_end */
13622                 fallthrough;
13623         case BPF_JGE:
13624                 /* pkt >= pkt_end */
13625                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13626                         return opcode == BPF_JGE;
13627                 break;
13628         }
13629         return -1;
13630 }
13631
13632 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13633  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13634  * simply doing a BPF_K check.
13635  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13636  */
13637 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13638                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13639                             u64 val, u32 val32,
13640                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13641 {
13642         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13643         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13644         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13645         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13646         s64 sval = (s64)val;
13647         s32 sval32 = (s32)val32;
13648
13649         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13650          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13651          * the same object, but we don't bother with that.
13652          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13653          * only need to check one of them for pointerness.
13654          */
13655         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13656                 return;
13657
13658         switch (opcode) {
13659         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13660          *
13661          * r1 = r2;
13662          * if (r1 == 42) goto label;
13663          * ...
13664          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13665          *
13666          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13667          */
13668         case BPF_JEQ:
13669                 if (is_jmp32) {
13670                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13671                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13672                 } else {
13673                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13674                         true_64off = true_reg->var_off;
13675                 }
13676                 break;
13677         case BPF_JNE:
13678                 if (is_jmp32) {
13679                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13680                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13681                 } else {
13682                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13683                         false_64off = false_reg->var_off;
13684                 }
13685                 break;
13686         case BPF_JSET:
13687                 if (is_jmp32) {
13688                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13689                         if (is_power_of_2(val32))
13690                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13691                                                      tnum_const(val32));
13692                 } else {
13693                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13694                         if (is_power_of_2(val))
13695                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13696                                                      tnum_const(val));
13697                 }
13698                 break;
13699         case BPF_JGE:
13700         case BPF_JGT:
13701         {
13702                 if (is_jmp32) {
13703                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13704                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13705
13706                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13707                                                        false_umax);
13708                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13709                                                       true_umin);
13710                 } else {
13711                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13712                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13713
13714                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13715                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13716                 }
13717                 break;
13718         }
13719         case BPF_JSGE:
13720         case BPF_JSGT:
13721         {
13722                 if (is_jmp32) {
13723                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13724                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13725
13726                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13727                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13728                 } else {
13729                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13730                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13731
13732                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13733                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13734                 }
13735                 break;
13736         }
13737         case BPF_JLE:
13738         case BPF_JLT:
13739         {
13740                 if (is_jmp32) {
13741                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13742                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13743
13744                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13745                                                        false_umin);
13746                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13747                                                       true_umax);
13748                 } else {
13749                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13750                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13751
13752                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13753                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13754                 }
13755                 break;
13756         }
13757         case BPF_JSLE:
13758         case BPF_JSLT:
13759         {
13760                 if (is_jmp32) {
13761                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13762                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13763
13764                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13765                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13766                 } else {
13767                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13768                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13769
13770                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13771                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13772                 }
13773                 break;
13774         }
13775         default:
13776                 return;
13777         }
13778
13779         if (is_jmp32) {
13780                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13781                                              tnum_subreg(false_32off));
13782                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13783                                             tnum_subreg(true_32off));
13784                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13785                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13786         } else {
13787                 false_reg->var_off = false_64off;
13788                 true_reg->var_off = true_64off;
13789                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13790                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13791         }
13792 }
13793
13794 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13795  * the variable reg.
13796  */
13797 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13798                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13799                                 u64 val, u32 val32,
13800                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13801 {
13802         opcode = flip_opcode(opcode);
13803         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13804          * BPF_JA, can't get here.
13805          */
13806         if (opcode)
13807                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13808 }
13809
13810 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13811 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13812                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13813 {
13814         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13815                                                         dst_reg->umin_value);
13816         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13817                                                         dst_reg->umax_value);
13818         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13819                                                         dst_reg->smin_value);
13820         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13821                                                         dst_reg->smax_value);
13822         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13823                                                              dst_reg->var_off);
13824         reg_bounds_sync(src_reg);
13825         reg_bounds_sync(dst_reg);
13826 }
13827
13828 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13829                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13830                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13831                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13832                                 u8 opcode)
13833 {
13834         switch (opcode) {
13835         case BPF_JEQ:
13836                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13837                 break;
13838         case BPF_JNE:
13839                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13840                 break;
13841         }
13842 }
13843
13844 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13845                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13846                                  bool is_null)
13847 {
13848         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13849             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13850                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13851                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13852                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13853                  * convert the register.
13854                  *
13855                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13856                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13857                  * is fine to expect to see reg->off.
13858                  */
13859                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13860                         return;
13861                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13862                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13863                         return;
13864
13865                 if (is_null) {
13866                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13867                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13868                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13869                          * so that state pruning has chances to take effect.
13870                          */
13871                         reg->id = 0;
13872                         reg->ref_obj_id = 0;
13873
13874                         return;
13875                 }
13876
13877                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13878
13879                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13880                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13881                          * in release_reference().
13882                          *
13883                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13884                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13885                          */
13886                         reg->id = 0;
13887                 }
13888         }
13889 }
13890
13891 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13892  * be folded together at some point.
13893  */
13894 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13895                                   bool is_null)
13896 {
13897         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13898         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13899         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13900         u32 id = regs[regno].id;
13901
13902         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13903                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13904                  * No one could have freed the reference state before
13905                  * doing the NULL check.
13906                  */
13907                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13908
13909         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13910                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13911         }));
13912 }
13913
13914 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13915                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13916                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13917                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13918                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13919 {
13920         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13921                 return false;
13922
13923         /* Pointers are always 64-bit. */
13924         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13925                 return false;
13926
13927         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13928         case BPF_JGT:
13929                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13930                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13931                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13932                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13933                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13934                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13935                                                dst_reg->type, false);
13936                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13937                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13938                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13939                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13940                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13941                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13942                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13943                                                src_reg->type, true);
13944                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13945                 } else {
13946                         return false;
13947                 }
13948                 break;
13949         case BPF_JLT:
13950                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13951                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13952                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13953                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13954                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13955                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13956                                                dst_reg->type, true);
13957                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13958                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13959                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13960                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13961                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13962                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13963                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13964                                                src_reg->type, false);
13965                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13966                 } else {
13967                         return false;
13968                 }
13969                 break;
13970         case BPF_JGE:
13971                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13972                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13973                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13974                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13975                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13976                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13977                                                dst_reg->type, true);
13978                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13979                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13980                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13981                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13982                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13983                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13984                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13985                                                src_reg->type, false);
13986                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13987                 } else {
13988                         return false;
13989                 }
13990                 break;
13991         case BPF_JLE:
13992                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13993                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13994                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13995                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13996                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13997                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13998                                                dst_reg->type, false);
13999                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14000                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14001                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14002                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14003                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14004                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14005                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14006                                                src_reg->type, true);
14007                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14008                 } else {
14009                         return false;
14010                 }
14011                 break;
14012         default:
14013                 return false;
14014         }
14015
14016         return true;
14017 }
14018
14019 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14020                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14021 {
14022         struct bpf_func_state *state;
14023         struct bpf_reg_state *reg;
14024
14025         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14026                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14027                         copy_register_state(reg, known_reg);
14028         }));
14029 }
14030
14031 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14032                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14033 {
14034         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14035         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14036         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14037         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14038         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14039         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14040         bool is_jmp32;
14041         int pred = -1;
14042         int err;
14043
14044         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14045         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14046                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14047                 return -EINVAL;
14048         }
14049
14050         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14051                 if (insn->imm != 0) {
14052                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14053                         return -EINVAL;
14054                 }
14055
14056                 /* check src1 operand */
14057                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14058                 if (err)
14059                         return err;
14060
14061                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14062                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14063                                 insn->src_reg);
14064                         return -EACCES;
14065                 }
14066                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14067         } else {
14068                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14069                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14070                         return -EINVAL;
14071                 }
14072         }
14073
14074         /* check src2 operand */
14075         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14076         if (err)
14077                 return err;
14078
14079         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14080         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14081
14082         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14083                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14084         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14085                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14086                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14087                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14088                                        opcode,
14089                                        is_jmp32);
14090         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14091                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14092                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14093                                        src_reg->var_off.value,
14094                                        opcode,
14095                                        is_jmp32);
14096         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14097                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14098                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14099                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14100                                        flip_opcode(opcode),
14101                                        is_jmp32);
14102         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14103                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14104                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14105                                        dst_reg->var_off.value,
14106                                        flip_opcode(opcode),
14107                                        is_jmp32);
14108         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14109                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14110                    !is_jmp32) {
14111                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14112         }
14113
14114         if (pred >= 0) {
14115                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14116                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14117                  */
14118                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14119                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14120                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14121                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14122                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14123                 if (err)
14124                         return err;
14125         }
14126
14127         if (pred == 1) {
14128                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14129                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14130                  * execution.
14131                  */
14132                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14133                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14134                                                *insn_idx))
14135                         return -EFAULT;
14136                 *insn_idx += insn->off;
14137                 return 0;
14138         } else if (pred == 0) {
14139                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14140                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14141                  * simulation under speculative execution.
14142                  */
14143                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14144                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14145                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14146                                                *insn_idx))
14147                         return -EFAULT;
14148                 return 0;
14149         }
14150
14151         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14152                                   false);
14153         if (!other_branch)
14154                 return -EFAULT;
14155         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14156
14157         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14158          * our min/max values for our dst register.
14159          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14160          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14161          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14162          * comparable.
14163          */
14164         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14165                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14166
14167                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14168                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14169                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14170                             (is_jmp32 &&
14171                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14172                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14173                                                 dst_reg,
14174                                                 src_reg->var_off.value,
14175                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14176                                                 opcode, is_jmp32);
14177                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14178                                  (is_jmp32 &&
14179                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14180                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14181                                                     src_reg,
14182                                                     dst_reg->var_off.value,
14183                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14184                                                     opcode, is_jmp32);
14185                         else if (!is_jmp32 &&
14186                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14187                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14188                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14189                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14190                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14191                         if (src_reg->id &&
14192                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14193                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14194                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14195                         }
14196
14197                 }
14198         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14199                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14200                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14201                                         opcode, is_jmp32);
14202         }
14203
14204         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14205             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14206                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14207                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14208         }
14209
14210         /* if one pointer register is compared to another pointer
14211          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14212          * E.g. register A - maybe null
14213          *      register B - not null
14214          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14215          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14216          *
14217          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14218          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14219          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14220          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14221          */
14222         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14223             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14224             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14225             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14226             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14227                 eq_branch_regs = NULL;
14228                 switch (opcode) {
14229                 case BPF_JEQ:
14230                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14231                         break;
14232                 case BPF_JNE:
14233                         eq_branch_regs = regs;
14234                         break;
14235                 default:
14236                         /* do nothing */
14237                         break;
14238                 }
14239                 if (eq_branch_regs) {
14240                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14241                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14242                         else
14243                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14244                 }
14245         }
14246
14247         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14248          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14249          *       which will never be JMP32.
14250          */
14251         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14252             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14253             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14254                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14255                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14256                  */
14257                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14258                                       opcode == BPF_JNE);
14259                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14260                                       opcode == BPF_JEQ);
14261         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14262                                            this_branch, other_branch) &&
14263                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14264                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14265                         insn->dst_reg);
14266                 return -EACCES;
14267         }
14268         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14269                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14270         return 0;
14271 }
14272
14273 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14274 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14275 {
14276         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14277         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14278         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14279         struct bpf_map *map;
14280         int err;
14281
14282         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14283                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14284                 return -EINVAL;
14285         }
14286         if (insn->off != 0) {
14287                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14288                 return -EINVAL;
14289         }
14290
14291         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14292         if (err)
14293                 return err;
14294
14295         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14296         if (insn->src_reg == 0) {
14297                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14298
14299                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14300                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14301                 return 0;
14302         }
14303
14304         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14305          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14306          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14307          */
14308         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14309
14310         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14311                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14312                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14313                 case PTR_TO_MEM:
14314                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14315                         break;
14316                 case PTR_TO_BTF_ID:
14317                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14318                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14319                         break;
14320                 default:
14321                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14322                         return -EFAULT;
14323                 }
14324                 return 0;
14325         }
14326
14327         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14328                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14329                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14330                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14331
14332                 if (!aux->func_info) {
14333                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14334                         return -EINVAL;
14335                 }
14336                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14337                         verbose(env, "callback function not static\n");
14338                         return -EINVAL;
14339                 }
14340
14341                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14342                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14343                 return 0;
14344         }
14345
14346         map = env->used_maps[aux->map_index];
14347         dst_reg->map_ptr = map;
14348
14349         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14350             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14351                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14352                 dst_reg->off = aux->map_off;
14353                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14354                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14355         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14356                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14357                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14358         } else {
14359                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14360                 return -EINVAL;
14361         }
14362
14363         return 0;
14364 }
14365
14366 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14367 {
14368         switch (type) {
14369         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14370         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14371         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14372                 return true;
14373         default:
14374                 return false;
14375         }
14376 }
14377
14378 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14379  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14380  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14381  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14382  *
14383  * Implicit input:
14384  *   ctx == skb == R6 == CTX
14385  *
14386  * Explicit input:
14387  *   SRC == any register
14388  *   IMM == 32-bit immediate
14389  *
14390  * Output:
14391  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14392  */
14393 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14394 {
14395         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14396         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14397         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14398         int i, err;
14399
14400         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14401                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14402                 return -EINVAL;
14403         }
14404
14405         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14406                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14407                 return -EINVAL;
14408         }
14409
14410         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14411             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14412             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14413                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14414                 return -EINVAL;
14415         }
14416
14417         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14418         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14419         if (err)
14420                 return err;
14421
14422         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14423          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14424          * reference leak.
14425          */
14426         err = check_reference_leak(env);
14427         if (err) {
14428                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14429                 return err;
14430         }
14431
14432         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14433                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14434                 return -EINVAL;
14435         }
14436
14437         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14438                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14439                 return -EINVAL;
14440         }
14441
14442         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14443                 verbose(env,
14444                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14445                 return -EINVAL;
14446         }
14447
14448         if (mode == BPF_IND) {
14449                 /* check explicit source operand */
14450                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14451                 if (err)
14452                         return err;
14453         }
14454
14455         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14456         if (err < 0)
14457                 return err;
14458
14459         /* reset caller saved regs to unreadable */
14460         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14461                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14462                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14463         }
14464
14465         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14466          * the value fetched from the packet.
14467          * Already marked as written above.
14468          */
14469         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14470         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14471         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14472         return 0;
14473 }
14474
14475 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14476 {
14477         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14478         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14479         struct bpf_reg_state *reg;
14480         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
14481         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14482         int err;
14483         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14484         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14485
14486         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14487         if (!is_subprog) {
14488                 switch (prog_type) {
14489                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14490                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14491                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14492                                 break;
14493                         fallthrough;
14494                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14495                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14496                                 return 0;
14497                         break;
14498                 default:
14499                         break;
14500                 }
14501         }
14502
14503         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14504          * to return the value from eBPF program.
14505          * Make sure that it's readable at this time
14506          * of bpf_exit, which means that program wrote
14507          * something into it earlier
14508          */
14509         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14510         if (err)
14511                 return err;
14512
14513         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14514                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14515                 return -EACCES;
14516         }
14517
14518         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14519
14520         if (frame->in_async_callback_fn) {
14521                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14522                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14523                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14524                                 reg_type_str(env, reg->type));
14525                         return -EINVAL;
14526                 }
14527
14528                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
14529                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
14530                         return -EINVAL;
14531                 }
14532                 return 0;
14533         }
14534
14535         if (is_subprog) {
14536                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14537                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14538                                 reg_type_str(env, reg->type));
14539                         return -EINVAL;
14540                 }
14541                 return 0;
14542         }
14543
14544         switch (prog_type) {
14545         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14546                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14547                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14548                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14549                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14550                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14551                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14552                         range = tnum_range(1, 1);
14553                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14554                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14555                         range = tnum_range(0, 3);
14556                 break;
14557         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14558                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14559                         range = tnum_range(0, 3);
14560                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14561                 }
14562                 break;
14563         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14564         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14565         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14566         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14567         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14568                 break;
14569         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14570                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14571                         return 0;
14572                 range = tnum_const(0);
14573                 break;
14574         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14575                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14576                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14577                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14578                         range = tnum_const(0);
14579                         break;
14580                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14581                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14582                         return 0;
14583                 case BPF_TRACE_ITER:
14584                         break;
14585                 default:
14586                         return -ENOTSUPP;
14587                 }
14588                 break;
14589         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14590                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14591                 break;
14592
14593         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14594                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14595                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14596                          * any value.
14597                          */
14598                         return 0;
14599                 }
14600                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14601                         /* Make sure programs that attach to void
14602                          * hooks don't try to modify return value.
14603                          */
14604                         range = tnum_range(1, 1);
14605                 }
14606                 break;
14607
14608         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14609                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14610                 break;
14611         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14612                 /* freplace program can return anything as its return value
14613                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14614                  */
14615         default:
14616                 return 0;
14617         }
14618
14619         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14620                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14621                         reg_type_str(env, reg->type));
14622                 return -EINVAL;
14623         }
14624
14625         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14626                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14627                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14628                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14629                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14630                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14631                 return -EINVAL;
14632         }
14633
14634         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14635             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14636                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14637         return 0;
14638 }
14639
14640 /* non-recursive DFS pseudo code
14641  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14642  * 2      label v as discovered
14643  * 3      let S be a stack
14644  * 4      S.push(v)
14645  * 5      while S is not empty
14646  * 6            t <- S.peek()
14647  * 7            if t is what we're looking for:
14648  * 8                return t
14649  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14650  * 10               if edge e is already labelled
14651  * 11                   continue with the next edge
14652  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14653  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14654  * 14                   label e as tree-edge
14655  * 15                   label w as discovered
14656  * 16                   S.push(w)
14657  * 17                   continue at 5
14658  * 18               else if vertex w is discovered
14659  * 19                   label e as back-edge
14660  * 20               else
14661  * 21                   // vertex w is explored
14662  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14663  * 23           label t as explored
14664  * 24           S.pop()
14665  *
14666  * convention:
14667  * 0x10 - discovered
14668  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14669  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14670  * 0x20 - explored
14671  */
14672
14673 enum {
14674         DISCOVERED = 0x10,
14675         EXPLORED = 0x20,
14676         FALLTHROUGH = 1,
14677         BRANCH = 2,
14678 };
14679
14680 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14681 {
14682         return env->prog->len;
14683 }
14684
14685 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14686                                         struct bpf_verifier_env *env,
14687                                         int idx)
14688 {
14689         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14690         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14691
14692         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14693 }
14694
14695 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14696 {
14697         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14698 }
14699
14700 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14701 {
14702         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14703 }
14704
14705 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14706 {
14707         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14708 }
14709
14710 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14711 {
14712         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14713 }
14714
14715
14716 enum {
14717         DONE_EXPLORING = 0,
14718         KEEP_EXPLORING = 1,
14719 };
14720
14721 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14722  * t - index of current instruction
14723  * w - next instruction
14724  * e - edge
14725  */
14726 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14727                      bool loop_ok)
14728 {
14729         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14730         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14731
14732         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14733                 return DONE_EXPLORING;
14734
14735         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14736                 return DONE_EXPLORING;
14737
14738         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14739                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14740                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14741                 return -EINVAL;
14742         }
14743
14744         if (e == BRANCH) {
14745                 /* mark branch target for state pruning */
14746                 mark_prune_point(env, w);
14747                 mark_jmp_point(env, w);
14748         }
14749
14750         if (insn_state[w] == 0) {
14751                 /* tree-edge */
14752                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14753                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14754                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14755                         return -E2BIG;
14756                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14757                 return KEEP_EXPLORING;
14758         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14759                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14760                         return DONE_EXPLORING;
14761                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14762                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14763                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14764                 return -EINVAL;
14765         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14766                 /* forward- or cross-edge */
14767                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14768         } else {
14769                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14770                 return -EFAULT;
14771         }
14772         return DONE_EXPLORING;
14773 }
14774
14775 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14776                                 struct bpf_verifier_env *env,
14777                                 bool visit_callee)
14778 {
14779         int ret;
14780
14781         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14782         if (ret)
14783                 return ret;
14784
14785         mark_prune_point(env, t + 1);
14786         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14787         mark_jmp_point(env, t + 1);
14788
14789         if (visit_callee) {
14790                 mark_prune_point(env, t);
14791                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14792                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14793                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14794                                  * check.
14795                                  */
14796                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14797         }
14798         return ret;
14799 }
14800
14801 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14802  *  < 0 - an error occurred
14803  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14804  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14805  */
14806 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14807 {
14808         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14809         int ret, off;
14810
14811         if (bpf_pseudo_func(insn))
14812                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14813
14814         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14815         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14816             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14817                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14818
14819         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14820         case BPF_EXIT:
14821                 return DONE_EXPLORING;
14822
14823         case BPF_CALL:
14824                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14825                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14826                          * is_state_visited() check before call itself is
14827                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14828                          * async state will be pushed for further exploration.
14829                          */
14830                         mark_prune_point(env, t);
14831                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14832                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14833
14834                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14835                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14836                                 mark_prune_point(env, t);
14837                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14838                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14839                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14840                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14841                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14842                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14843                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14844                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14845                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14846                                  * exhausting memory.
14847                                  */
14848                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14849                         }
14850                 }
14851                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14852
14853         case BPF_JA:
14854                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14855                         return -EINVAL;
14856
14857                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
14858                         off = insn->off;
14859                 else
14860                         off = insn->imm;
14861
14862                 /* unconditional jump with single edge */
14863                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env,
14864                                 true);
14865                 if (ret)
14866                         return ret;
14867
14868                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
14869                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
14870
14871                 return ret;
14872
14873         default:
14874                 /* conditional jump with two edges */
14875                 mark_prune_point(env, t);
14876
14877                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14878                 if (ret)
14879                         return ret;
14880
14881                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14882         }
14883 }
14884
14885 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14886  * loop == back-edge in directed graph
14887  */
14888 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14889 {
14890         int insn_cnt = env->prog->len;
14891         int *insn_stack, *insn_state;
14892         int ret = 0;
14893         int i;
14894
14895         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14896         if (!insn_state)
14897                 return -ENOMEM;
14898
14899         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14900         if (!insn_stack) {
14901                 kvfree(insn_state);
14902                 return -ENOMEM;
14903         }
14904
14905         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14906         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14907         env->cfg.cur_stack = 1;
14908
14909         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14910                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14911
14912                 ret = visit_insn(t, env);
14913                 switch (ret) {
14914                 case DONE_EXPLORING:
14915                         insn_state[t] = EXPLORED;
14916                         env->cfg.cur_stack--;
14917                         break;
14918                 case KEEP_EXPLORING:
14919                         break;
14920                 default:
14921                         if (ret > 0) {
14922                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14923                                 ret = -EFAULT;
14924                         }
14925                         goto err_free;
14926                 }
14927         }
14928
14929         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14930                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14931                 ret = -EFAULT;
14932                 goto err_free;
14933         }
14934
14935         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14936                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14937                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14938                         ret = -EINVAL;
14939                         goto err_free;
14940                 }
14941         }
14942         ret = 0; /* cfg looks good */
14943
14944 err_free:
14945         kvfree(insn_state);
14946         kvfree(insn_stack);
14947         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14948         return ret;
14949 }
14950
14951 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14952 {
14953         int i;
14954
14955         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14956                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14957                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14958                         return -EINVAL;
14959                 }
14960                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14961                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14962                         return -EINVAL;
14963                 }
14964         }
14965         return 0;
14966 }
14967
14968 /* The minimum supported BTF func info size */
14969 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14970 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14971
14972 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14973                           const union bpf_attr *attr,
14974                           bpfptr_t uattr)
14975 {
14976         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14977         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14978         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14979         struct bpf_func_info *krecord;
14980         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14981         struct bpf_prog *prog;
14982         const struct btf *btf;
14983         bpfptr_t urecord;
14984         u32 prev_offset = 0;
14985         bool scalar_return;
14986         int ret = -ENOMEM;
14987
14988         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14989         if (!nfuncs) {
14990                 if (check_abnormal_return(env))
14991                         return -EINVAL;
14992                 return 0;
14993         }
14994
14995         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14996                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14997                 return -EINVAL;
14998         }
14999
15000         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15001         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15002             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15003             urec_size % sizeof(u32)) {
15004                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15005                 return -EINVAL;
15006         }
15007
15008         prog = env->prog;
15009         btf = prog->aux->btf;
15010
15011         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15012         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15013
15014         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15015         if (!krecord)
15016                 return -ENOMEM;
15017         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15018         if (!info_aux)
15019                 goto err_free;
15020
15021         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15022                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15023                 if (ret) {
15024                         if (ret == -E2BIG) {
15025                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15026                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15027                                  * out the rest of the record.
15028                                  */
15029                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15030                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15031                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15032                                         ret = -EFAULT;
15033                         }
15034                         goto err_free;
15035                 }
15036
15037                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15038                         ret = -EFAULT;
15039                         goto err_free;
15040                 }
15041
15042                 /* check insn_off */
15043                 ret = -EINVAL;
15044                 if (i == 0) {
15045                         if (krecord[i].insn_off) {
15046                                 verbose(env,
15047                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15048                                         krecord[i].insn_off);
15049                                 goto err_free;
15050                         }
15051                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15052                         verbose(env,
15053                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15054                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15055                         goto err_free;
15056                 }
15057
15058                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15059                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15060                         goto err_free;
15061                 }
15062
15063                 /* check type_id */
15064                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15065                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15066                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15067                                 krecord[i].type_id);
15068                         goto err_free;
15069                 }
15070                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15071
15072                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15073                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15074                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15075                         goto err_free;
15076                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15077                 scalar_return =
15078                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15079                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15080                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15081                         goto err_free;
15082                 }
15083                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15084                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15085                         goto err_free;
15086                 }
15087
15088                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15089                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15090         }
15091
15092         prog->aux->func_info = krecord;
15093         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15094         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15095         return 0;
15096
15097 err_free:
15098         kvfree(krecord);
15099         kfree(info_aux);
15100         return ret;
15101 }
15102
15103 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15104 {
15105         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15106         int i;
15107
15108         if (!aux->func_info)
15109                 return;
15110
15111         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15112                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15113 }
15114
15115 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15116 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15117
15118 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15119                           const union bpf_attr *attr,
15120                           bpfptr_t uattr)
15121 {
15122         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15123         struct bpf_subprog_info *sub;
15124         struct bpf_line_info *linfo;
15125         struct bpf_prog *prog;
15126         const struct btf *btf;
15127         bpfptr_t ulinfo;
15128         int err;
15129
15130         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15131         if (!nr_linfo)
15132                 return 0;
15133         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15134                 return -EINVAL;
15135
15136         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15137         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15138             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15139             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15140                 return -EINVAL;
15141
15142         /* Need to zero it in case the userspace may
15143          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15144          */
15145         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15146                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15147         if (!linfo)
15148                 return -ENOMEM;
15149
15150         prog = env->prog;
15151         btf = prog->aux->btf;
15152
15153         s = 0;
15154         sub = env->subprog_info;
15155         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15156         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15157         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15158         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15159                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15160                 if (err) {
15161                         if (err == -E2BIG) {
15162                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15163                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15164                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15165                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15166                                         err = -EFAULT;
15167                         }
15168                         goto err_free;
15169                 }
15170
15171                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15172                         err = -EFAULT;
15173                         goto err_free;
15174                 }
15175
15176                 /*
15177                  * Check insn_off to ensure
15178                  * 1) strictly increasing AND
15179                  * 2) bounded by prog->len
15180                  *
15181                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15182                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15183                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15184                  * first sub also and the first sub must have
15185                  * subprog_info[0].start == 0.
15186                  */
15187                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15188                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15189                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15190                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15191                                 prog->len);
15192                         err = -EINVAL;
15193                         goto err_free;
15194                 }
15195
15196                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15197                         verbose(env,
15198                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15199                                 i);
15200                         err = -EINVAL;
15201                         goto err_free;
15202                 }
15203
15204                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15205                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15206                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15207                         err = -EINVAL;
15208                         goto err_free;
15209                 }
15210
15211                 if (s != env->subprog_cnt) {
15212                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15213                                 sub[s].linfo_idx = i;
15214                                 s++;
15215                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15216                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15217                                 err = -EINVAL;
15218                                 goto err_free;
15219                         }
15220                 }
15221
15222                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15223                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15224         }
15225
15226         if (s != env->subprog_cnt) {
15227                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15228                         env->subprog_cnt - s, s);
15229                 err = -EINVAL;
15230                 goto err_free;
15231         }
15232
15233         prog->aux->linfo = linfo;
15234         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15235
15236         return 0;
15237
15238 err_free:
15239         kvfree(linfo);
15240         return err;
15241 }
15242
15243 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15244 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15245
15246 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15247                            const union bpf_attr *attr,
15248                            bpfptr_t uattr)
15249 {
15250         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15251         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15252         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15253         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15254         struct bpf_core_ctx ctx = {
15255                 .log = &env->log,
15256                 .btf = btf,
15257         };
15258         bpfptr_t u_core_relo;
15259         int err;
15260
15261         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15262         if (!nr_core_relo)
15263                 return 0;
15264         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15265                 return -EINVAL;
15266
15267         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15268         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15269             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15270             rec_size % sizeof(u32))
15271                 return -EINVAL;
15272
15273         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15274         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15275         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15276
15277         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15278          * relocation record one at a time.
15279          */
15280         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15281                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15282                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15283                 if (err) {
15284                         if (err == -E2BIG) {
15285                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15286                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15287                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15288                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15289                                         err = -EFAULT;
15290                         }
15291                         break;
15292                 }
15293
15294                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15295                         err = -EFAULT;
15296                         break;
15297                 }
15298
15299                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15300                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15301                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15302                         err = -EINVAL;
15303                         break;
15304                 }
15305
15306                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15307                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15308                 if (err)
15309                         break;
15310                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15311         }
15312         return err;
15313 }
15314
15315 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15316                           const union bpf_attr *attr,
15317                           bpfptr_t uattr)
15318 {
15319         struct btf *btf;
15320         int err;
15321
15322         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15323                 if (check_abnormal_return(env))
15324                         return -EINVAL;
15325                 return 0;
15326         }
15327
15328         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15329         if (IS_ERR(btf))
15330                 return PTR_ERR(btf);
15331         if (btf_is_kernel(btf)) {
15332                 btf_put(btf);
15333                 return -EACCES;
15334         }
15335         env->prog->aux->btf = btf;
15336
15337         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15338         if (err)
15339                 return err;
15340
15341         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15342         if (err)
15343                 return err;
15344
15345         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15346         if (err)
15347                 return err;
15348
15349         return 0;
15350 }
15351
15352 /* check %cur's range satisfies %old's */
15353 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15354                          struct bpf_reg_state *cur)
15355 {
15356         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15357                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15358                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15359                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15360                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15361                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15362                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15363                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15364 }
15365
15366 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15367  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15368  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15369  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15370  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15371  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15372  * that.
15373  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15374  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15375  */
15376 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15377 {
15378         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15379         unsigned int i;
15380
15381         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15382         if (!!old_id != !!cur_id)
15383                 return false;
15384
15385         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15386                 return true;
15387
15388         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15389                 if (!map[i].old) {
15390                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15391                         map[i].old = old_id;
15392                         map[i].cur = cur_id;
15393                         return true;
15394                 }
15395                 if (map[i].old == old_id)
15396                         return map[i].cur == cur_id;
15397                 if (map[i].cur == cur_id)
15398                         return false;
15399         }
15400         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15401         WARN_ON_ONCE(1);
15402         return false;
15403 }
15404
15405 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15406  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15407  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15408  */
15409 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15410 {
15411         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15412         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15413
15414         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15415 }
15416
15417 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15418                              struct bpf_func_state *st)
15419 {
15420         enum bpf_reg_liveness live;
15421         int i, j;
15422
15423         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15424                 live = st->regs[i].live;
15425                 /* liveness must not touch this register anymore */
15426                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15427                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15428                         /* since the register is unused, clear its state
15429                          * to make further comparison simpler
15430                          */
15431                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15432         }
15433
15434         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15435                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15436                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15437                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15438                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15439                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15440                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15441                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15442                 }
15443         }
15444 }
15445
15446 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15447                                  struct bpf_verifier_state *st)
15448 {
15449         int i;
15450
15451         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15452                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15453                 return;
15454
15455         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15456                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15457 }
15458
15459 /* the parentage chains form a tree.
15460  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15461  * pushed into state stack for future exploration.
15462  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15463  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15464  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15465  * the verifier explores other branches.
15466  * Example:
15467  * 1: r0 = 1
15468  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15469  * 3: r0 = 2
15470  * 4: exit
15471  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15472  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15473  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15474  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15475  *
15476  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15477  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15478  * time means that all states below this branch were already explored and
15479  * their final liveness marks are already propagated.
15480  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15481  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15482  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15483  * will not be used.
15484  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15485  * to simplify state merging.
15486  *
15487  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15488  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15489  * the callsites
15490  */
15491 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15492                               struct bpf_verifier_state *cur)
15493 {
15494         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15495         int i;
15496
15497         sl = *explored_state(env, insn);
15498         while (sl) {
15499                 if (sl->state.branches)
15500                         goto next;
15501                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15502                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15503                         goto next;
15504                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15505                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15506                                 goto next;
15507                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15508 next:
15509                 sl = sl->next;
15510         }
15511 }
15512
15513 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15514                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15515                        struct bpf_idmap *idmap)
15516 {
15517         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15518                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15519                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15520 }
15521
15522 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15523 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15524                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15525 {
15526         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15527                 /* explored state didn't use this */
15528                 return true;
15529         if (rold->type == NOT_INIT)
15530                 /* explored state can't have used this */
15531                 return true;
15532         if (rcur->type == NOT_INIT)
15533                 return false;
15534
15535         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15536          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15537          * rule.
15538          *
15539          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15540          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15541          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15542          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15543          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15544          *
15545          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15546          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15547          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15548          * to the same map).
15549          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15550          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15551          * check for that because we lost the id when we converted to
15552          * a non-MAYBE_NULL variant.
15553          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15554          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15555          */
15556         if (rold->type != rcur->type)
15557                 return false;
15558
15559         switch (base_type(rold->type)) {
15560         case SCALAR_VALUE:
15561                 if (env->explore_alu_limits) {
15562                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15563                          * logic and requires everything to be strict
15564                          */
15565                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15566                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15567                 }
15568                 if (!rold->precise)
15569                         return true;
15570                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15571                  *
15572                  * Consider the following BPF code:
15573                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15574                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15575                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15576                  *   4: r6 = r7
15577                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15578                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15579                  *
15580                  * First verification path is [1-6]:
15581                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15582                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15583                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15584                  * Next verification path is [1-4, 6].
15585                  *
15586                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15587                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15588                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15589                  *
15590                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15591                  * ---
15592                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15593                  */
15594                 return range_within(rold, rcur) &&
15595                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15596                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15597         case PTR_TO_MAP_KEY:
15598         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15599         case PTR_TO_MEM:
15600         case PTR_TO_BUF:
15601         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15602                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15603                  * everything else matches, we are OK.
15604                  */
15605                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15606                        range_within(rold, rcur) &&
15607                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15608                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15609                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15610         case PTR_TO_PACKET_META:
15611         case PTR_TO_PACKET:
15612                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15613                  * did, so that any accesses which were safe before are
15614                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15615                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15616                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15617                  */
15618                 if (rold->range > rcur->range)
15619                         return false;
15620                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15621                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15622                  */
15623                 if (rold->off != rcur->off)
15624                         return false;
15625                 /* id relations must be preserved */
15626                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15627                         return false;
15628                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15629                 return range_within(rold, rcur) &&
15630                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15631         case PTR_TO_STACK:
15632                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15633                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15634                  */
15635                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15636         default:
15637                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15638         }
15639 }
15640
15641 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15642                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15643 {
15644         int i, spi;
15645
15646         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15647          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15648          * didn't use them
15649          */
15650         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15651                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15652
15653                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15654
15655                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15656                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15657                         /* explored state didn't use this */
15658                         continue;
15659                 }
15660
15661                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15662                         continue;
15663
15664                 if (env->allow_uninit_stack &&
15665                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15666                         continue;
15667
15668                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15669                  * and these slots were used
15670                  */
15671                 if (i >= cur->allocated_stack)
15672                         return false;
15673
15674                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15675                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15676                  * The opposite is not true
15677                  */
15678                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15679                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15680                         continue;
15681                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15682                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15683                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15684                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15685                          * this verifier states are not equivalent,
15686                          * return false to continue verification of this path
15687                          */
15688                         return false;
15689                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15690                         continue;
15691                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15692                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15693                 case STACK_SPILL:
15694                         /* when explored and current stack slot are both storing
15695                          * spilled registers, check that stored pointers types
15696                          * are the same as well.
15697                          * Ex: explored safe path could have stored
15698                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15699                          * but current path has stored:
15700                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15701                          * such verifier states are not equivalent.
15702                          * return false to continue verification of this path
15703                          */
15704                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15705                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15706                                 return false;
15707                         break;
15708                 case STACK_DYNPTR:
15709                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15710                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15711                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15712                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15713                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15714                                 return false;
15715                         break;
15716                 case STACK_ITER:
15717                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15718                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15719                         /* iter.depth is not compared between states as it
15720                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15721                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15722                          * infinite loop check triggering, see
15723                          * iter_active_depths_differ()
15724                          */
15725                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15726                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15727                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15728                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15729                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15730                                 return false;
15731                         break;
15732                 case STACK_MISC:
15733                 case STACK_ZERO:
15734                 case STACK_INVALID:
15735                         continue;
15736                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15737                 default:
15738                         return false;
15739                 }
15740         }
15741         return true;
15742 }
15743
15744 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15745                     struct bpf_idmap *idmap)
15746 {
15747         int i;
15748
15749         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15750                 return false;
15751
15752         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15753                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15754                         return false;
15755         }
15756
15757         return true;
15758 }
15759
15760 /* compare two verifier states
15761  *
15762  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15763  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15764  *
15765  * this function is called when verifier exploring different branches of
15766  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15767  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15768  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15769  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15770  *
15771  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15772  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15773  * Example:
15774  *       explored                   current
15775  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15776  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15777  *
15778  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15779  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15780  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15781  *
15782  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15783  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15784  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15785  */
15786 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15787                               struct bpf_func_state *cur)
15788 {
15789         int i;
15790
15791         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15792                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15793                              &env->idmap_scratch))
15794                         return false;
15795
15796         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15797                 return false;
15798
15799         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15800                 return false;
15801
15802         return true;
15803 }
15804
15805 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15806                          struct bpf_verifier_state *old,
15807                          struct bpf_verifier_state *cur)
15808 {
15809         int i;
15810
15811         if (old->curframe != cur->curframe)
15812                 return false;
15813
15814         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15815         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15816
15817         /* Verification state from speculative execution simulation
15818          * must never prune a non-speculative execution one.
15819          */
15820         if (old->speculative && !cur->speculative)
15821                 return false;
15822
15823         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15824                 return false;
15825
15826         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15827          * or both absent.
15828          */
15829         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15830                 return false;
15831
15832         if (old->active_lock.id &&
15833             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15834                 return false;
15835
15836         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15837                 return false;
15838
15839         /* for states to be equal callsites have to be the same
15840          * and all frame states need to be equivalent
15841          */
15842         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15843                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15844                         return false;
15845                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15846                         return false;
15847         }
15848         return true;
15849 }
15850
15851 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15852  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15853  */
15854 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15855                                   struct bpf_reg_state *reg,
15856                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15857 {
15858         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15859         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15860         int err;
15861
15862         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15863          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15864          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15865          */
15866         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15867             /* Or if there is no read flag from REG. */
15868             !flag ||
15869             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15870             parent_flag == flag)
15871                 return 0;
15872
15873         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15874         if (err)
15875                 return err;
15876
15877         return flag;
15878 }
15879
15880 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15881  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15882  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15883  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15884  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15885  * in mark_reg_read() is for.
15886  */
15887 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15888                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15889                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15890 {
15891         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15892         struct bpf_func_state *state, *parent;
15893         int i, frame, err = 0;
15894
15895         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15896                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15897                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15898                 return -EFAULT;
15899         }
15900         /* Propagate read liveness of registers... */
15901         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15902         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15903                 parent = vparent->frame[frame];
15904                 state = vstate->frame[frame];
15905                 parent_reg = parent->regs;
15906                 state_reg = state->regs;
15907                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15908                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15909                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15910                                                      &parent_reg[i]);
15911                         if (err < 0)
15912                                 return err;
15913                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15914                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15915                 }
15916
15917                 /* Propagate stack slots. */
15918                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15919                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15920                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15921                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15922                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15923                                                      parent_reg);
15924                         if (err < 0)
15925                                 return err;
15926                 }
15927         }
15928         return 0;
15929 }
15930
15931 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15932  * propagate them into the current state
15933  */
15934 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15935                                const struct bpf_verifier_state *old)
15936 {
15937         struct bpf_reg_state *state_reg;
15938         struct bpf_func_state *state;
15939         int i, err = 0, fr;
15940         bool first;
15941
15942         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15943                 state = old->frame[fr];
15944                 state_reg = state->regs;
15945                 first = true;
15946                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15947                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15948                             !state_reg->precise ||
15949                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15950                                 continue;
15951                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15952                                 if (first)
15953                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15954                                 else
15955                                         verbose(env, ",r%d", i);
15956                         }
15957                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15958                         first = false;
15959                 }
15960
15961                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15962                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15963                                 continue;
15964                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15965                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15966                             !state_reg->precise ||
15967                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15968                                 continue;
15969                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15970                                 if (first)
15971                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15972                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15973                                 else
15974                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15975                         }
15976                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15977                         first = false;
15978                 }
15979                 if (!first)
15980                         verbose(env, "\n");
15981         }
15982
15983         err = mark_chain_precision_batch(env);
15984         if (err < 0)
15985                 return err;
15986
15987         return 0;
15988 }
15989
15990 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15991                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15992 {
15993         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15994         int i, fr = cur->curframe;
15995
15996         if (old->curframe != fr)
15997                 return false;
15998
15999         fold = old->frame[fr];
16000         fcur = cur->frame[fr];
16001         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16002                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16003                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16004                         return false;
16005         return true;
16006 }
16007
16008 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16009 {
16010         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16011 }
16012
16013 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16014  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16015  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16016  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16017  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16018  * iterators are involved.
16019  *
16020  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16021  *
16022  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16023  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16024  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16025  *   3:   if r0 == 0 goto done
16026  *   4:   ... something useful here ...
16027  *   5:   goto again                    ; another iteration
16028  *   6: done:
16029  *   7:   r1 = &it
16030  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16031  *   9:   exit
16032  *
16033  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16034  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16035  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16036  *
16037  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16038  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16039  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16040  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16041  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16042  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16043  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16044  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16045  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16046  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16047  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16048  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16049  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16050  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16051  *
16052  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16053  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16054  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16055  * same state (at least in one of possible code paths).
16056  *
16057  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16058  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16059  * inifintely looping:
16060  *
16061  *   struct bpf_iter_num it;
16062  *   int *p, x;
16063  *
16064  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16065  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16066  *       x = p;
16067  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16068  *   }
16069  *
16070  */
16071 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16072 {
16073         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16074         struct bpf_func_state *state;
16075         int i, fr;
16076
16077         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16078                 state = old->frame[fr];
16079                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16080                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16081                                 continue;
16082
16083                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16084                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16085                                 continue;
16086
16087                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16088                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16089                                 return true;
16090                 }
16091         }
16092         return false;
16093 }
16094
16095 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16096 {
16097         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16098         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16099         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
16100         int i, j, err, states_cnt = 0;
16101         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16102         bool add_new_state = force_new_state;
16103
16104         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16105          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16106          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16107          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16108          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16109          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16110          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16111          */
16112         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16113             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16114                 add_new_state = true;
16115
16116         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16117         sl = *pprev;
16118
16119         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16120
16121         while (sl) {
16122                 states_cnt++;
16123                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16124                         goto next;
16125
16126                 if (sl->state.branches) {
16127                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16128
16129                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16130                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16131                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16132                                  * processing another entry into async callback.
16133                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16134                                  * loop or infinite recursion.
16135                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16136                                  * to stop processing the current state. The previous state
16137                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16138                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16139                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16140                                  * inside async callbacks.
16141                                  */
16142                                 goto skip_inf_loop_check;
16143                         }
16144                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16145                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16146                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16147                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16148                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16149                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16150                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16151                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16152                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16153                          * account iter_next() contract of eventually returning
16154                          * sticky NULL result.
16155                          */
16156                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16157                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16158                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16159                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16160                                         int spi;
16161
16162                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16163                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16164                                          * iter state pointer is always the first arg
16165                                          */
16166                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16167                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16168                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16169                                          * no need for extra (re-)validations
16170                                          */
16171                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16172                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16173                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16174                                                 goto hit;
16175                                 }
16176                                 goto skip_inf_loop_check;
16177                         }
16178                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16179                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16180                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
16181                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16182                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16183                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16184                                 return -EINVAL;
16185                         }
16186                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16187                          * too often, since different loop iterations have distinct
16188                          * states and may not help future pruning.
16189                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16190                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16191                          * The most abusive loop will be:
16192                          * r1 += 1
16193                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16194                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16195                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16196                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16197                          */
16198 skip_inf_loop_check:
16199                         if (!force_new_state &&
16200                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16201                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16202                                 add_new_state = false;
16203                         goto miss;
16204                 }
16205                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16206 hit:
16207                         sl->hit_cnt++;
16208                         /* reached equivalent register/stack state,
16209                          * prune the search.
16210                          * Registers read by the continuation are read by us.
16211                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16212                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16213                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16214                          * own state will get the read marks recorded, but
16215                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16216                          * this state and will pop a new one.
16217                          */
16218                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16219
16220                         /* if previous state reached the exit with precision and
16221                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16222                          * the precision needs to be propagated back in
16223                          * the current state.
16224                          */
16225                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16226                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16227                         if (err)
16228                                 return err;
16229                         return 1;
16230                 }
16231 miss:
16232                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16233                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16234                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16235                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16236                  * and some at the end) to help pruning.
16237                  */
16238                 if (add_new_state)
16239                         sl->miss_cnt++;
16240                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16241                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16242                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16243                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16244                  */
16245                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16246                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16247                          * speed up verification
16248                          */
16249                         *pprev = sl->next;
16250                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16251                                 u32 br = sl->state.branches;
16252
16253                                 WARN_ONCE(br,
16254                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16255                                           br);
16256                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16257                                 kfree(sl);
16258                                 env->peak_states--;
16259                         } else {
16260                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16261                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16262                                  * be freed at the end of verification
16263                                  */
16264                                 sl->next = env->free_list;
16265                                 env->free_list = sl;
16266                         }
16267                         sl = *pprev;
16268                         continue;
16269                 }
16270 next:
16271                 pprev = &sl->next;
16272                 sl = *pprev;
16273         }
16274
16275         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16276                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16277
16278         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16279                 return 0;
16280
16281         if (!add_new_state)
16282                 return 0;
16283
16284         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16285          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16286          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16287          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16288          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16289          * again on the way to bpf_exit.
16290          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16291          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16292          */
16293         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16294         if (!new_sl)
16295                 return -ENOMEM;
16296         env->total_states++;
16297         env->peak_states++;
16298         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16299         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16300
16301         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16302         if (env->bpf_capable)
16303                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16304
16305         /* add new state to the head of linked list */
16306         new = &new_sl->state;
16307         err = copy_verifier_state(new, cur);
16308         if (err) {
16309                 free_verifier_state(new, false);
16310                 kfree(new_sl);
16311                 return err;
16312         }
16313         new->insn_idx = insn_idx;
16314         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16315                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16316
16317         cur->parent = new;
16318         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16319         clear_jmp_history(cur);
16320         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16321         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16322         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16323          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16324          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16325          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16326          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16327          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16328          */
16329         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16330          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16331          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16332          * their parent and current state never has children yet.  Only
16333          * explored_states can get read marks.)
16334          */
16335         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16336                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16337                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16338                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16339                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16340         }
16341
16342         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16343         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16344                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16345                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16346
16347                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16348                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16349                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16350                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16351                 }
16352         }
16353         return 0;
16354 }
16355
16356 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16357 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16358 {
16359         switch (base_type(type)) {
16360         case PTR_TO_CTX:
16361         case PTR_TO_SOCKET:
16362         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16363         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16364         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16365         case PTR_TO_BTF_ID:
16366                 return false;
16367         default:
16368                 return true;
16369         }
16370 }
16371
16372 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16373  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16374  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16375  *
16376  * R1 = sock_ptr
16377  * goto X;
16378  * ...
16379  * R1 = some_other_valid_ptr;
16380  * goto X;
16381  * ...
16382  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16383  */
16384 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16385 {
16386         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16387                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16388 }
16389
16390 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16391                              bool allow_trust_missmatch)
16392 {
16393         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16394
16395         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16396                 /* Saw a valid insn
16397                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16398                  * save type to validate intersecting paths
16399                  */
16400                 *prev_type = type;
16401         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16402                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16403                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16404                  * with different pointer types:
16405                  * src_reg == ctx in one branch and
16406                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16407                  * Reject it.
16408                  */
16409                 if (allow_trust_missmatch &&
16410                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16411                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16412                         /*
16413                          * Have to support a use case when one path through
16414                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16415                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16416                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16417                          */
16418                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16419                 } else {
16420                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16421                         return -EINVAL;
16422                 }
16423         }
16424
16425         return 0;
16426 }
16427
16428 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16429 {
16430         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16431         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16432         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16433         struct bpf_reg_state *regs;
16434         int insn_cnt = env->prog->len;
16435         bool do_print_state = false;
16436         int prev_insn_idx = -1;
16437
16438         for (;;) {
16439                 struct bpf_insn *insn;
16440                 u8 class;
16441                 int err;
16442
16443                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16444                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16445                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16446                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16447                         return -EFAULT;
16448                 }
16449
16450                 insn = &insns[env->insn_idx];
16451                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16452
16453                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16454                         verbose(env,
16455                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16456                                 env->insn_processed);
16457                         return -E2BIG;
16458                 }
16459
16460                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16461
16462                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16463                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16464                         if (err < 0)
16465                                 return err;
16466                         if (err == 1) {
16467                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16468                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16469                                         if (do_print_state)
16470                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16471                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16472                                                         env->cur_state->speculative ?
16473                                                         " (speculative execution)" : "");
16474                                         else
16475                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16476                                 }
16477                                 goto process_bpf_exit;
16478                         }
16479                 }
16480
16481                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16482                         err = push_jmp_history(env, state);
16483                         if (err)
16484                                 return err;
16485                 }
16486
16487                 if (signal_pending(current))
16488                         return -EAGAIN;
16489
16490                 if (need_resched())
16491                         cond_resched();
16492
16493                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16494                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16495                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16496                                 env->cur_state->speculative ?
16497                                 " (speculative execution)" : "");
16498                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16499                         do_print_state = false;
16500                 }
16501
16502                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16503                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16504                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16505                                 .cb_print       = verbose,
16506                                 .private_data   = env,
16507                         };
16508
16509                         if (verifier_state_scratched(env))
16510                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16511
16512                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16513                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16514                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16515                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16516                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16517                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16518                 }
16519
16520                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16521                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16522                                                            env->prev_insn_idx);
16523                         if (err)
16524                                 return err;
16525                 }
16526
16527                 regs = cur_regs(env);
16528                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16529                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16530
16531                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16532                         err = check_alu_op(env, insn);
16533                         if (err)
16534                                 return err;
16535
16536                 } else if (class == BPF_LDX) {
16537                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16538
16539                         /* check for reserved fields is already done */
16540
16541                         /* check src operand */
16542                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16543                         if (err)
16544                                 return err;
16545
16546                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16547                         if (err)
16548                                 return err;
16549
16550                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16551
16552                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16553                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16554                          */
16555                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16556                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16557                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16558                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16559                         if (err)
16560                                 return err;
16561
16562                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16563                         if (err)
16564                                 return err;
16565                 } else if (class == BPF_STX) {
16566                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16567
16568                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16569                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16570                                 if (err)
16571                                         return err;
16572                                 env->insn_idx++;
16573                                 continue;
16574                         }
16575
16576                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16577                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16578                                 return -EINVAL;
16579                         }
16580
16581                         /* check src1 operand */
16582                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16583                         if (err)
16584                                 return err;
16585                         /* check src2 operand */
16586                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16587                         if (err)
16588                                 return err;
16589
16590                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16591
16592                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16593                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16594                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16595                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16596                         if (err)
16597                                 return err;
16598
16599                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16600                         if (err)
16601                                 return err;
16602                 } else if (class == BPF_ST) {
16603                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16604
16605                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16606                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16607                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16608                                 return -EINVAL;
16609                         }
16610                         /* check src operand */
16611                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16612                         if (err)
16613                                 return err;
16614
16615                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16616
16617                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16618                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16619                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16620                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
16621                         if (err)
16622                                 return err;
16623
16624                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16625                         if (err)
16626                                 return err;
16627                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16628                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16629
16630                         env->jmps_processed++;
16631                         if (opcode == BPF_CALL) {
16632                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16633                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16634                                      && insn->off != 0) ||
16635                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16636                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16637                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16638                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16639                                     class == BPF_JMP32) {
16640                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16641                                         return -EINVAL;
16642                                 }
16643
16644                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16645                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16646                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16647                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16648                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16649                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16650                                                 return -EINVAL;
16651                                         }
16652                                 }
16653                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16654                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16655                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16656                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16657                                 else
16658                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16659                                 if (err)
16660                                         return err;
16661
16662                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16663                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16664                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16665                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16666                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16667                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
16668                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
16669                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16670                                         return -EINVAL;
16671                                 }
16672
16673                                 if (class == BPF_JMP)
16674                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
16675                                 else
16676                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
16677                                 continue;
16678
16679                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16680                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16681                                     insn->imm != 0 ||
16682                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16683                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16684                                     class == BPF_JMP32) {
16685                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16686                                         return -EINVAL;
16687                                 }
16688
16689                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16690                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16691                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16692                                         return -EINVAL;
16693                                 }
16694
16695                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
16696                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16697                                         return -EINVAL;
16698                                 }
16699
16700                                 /* We must do check_reference_leak here before
16701                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16702                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16703                                  * function, for which reference_state must
16704                                  * match caller reference state when it exits.
16705                                  */
16706                                 err = check_reference_leak(env);
16707                                 if (err)
16708                                         return err;
16709
16710                                 if (state->curframe) {
16711                                         /* exit from nested function */
16712                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16713                                         if (err)
16714                                                 return err;
16715                                         do_print_state = true;
16716                                         continue;
16717                                 }
16718
16719                                 err = check_return_code(env);
16720                                 if (err)
16721                                         return err;
16722 process_bpf_exit:
16723                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16724                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16725                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16726                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16727                                 if (err < 0) {
16728                                         if (err != -ENOENT)
16729                                                 return err;
16730                                         break;
16731                                 } else {
16732                                         do_print_state = true;
16733                                         continue;
16734                                 }
16735                         } else {
16736                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16737                                 if (err)
16738                                         return err;
16739                         }
16740                 } else if (class == BPF_LD) {
16741                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16742
16743                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16744                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16745                                 if (err)
16746                                         return err;
16747
16748                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16749                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16750                                 if (err)
16751                                         return err;
16752
16753                                 env->insn_idx++;
16754                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16755                         } else {
16756                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16757                                 return -EINVAL;
16758                         }
16759                 } else {
16760                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16761                         return -EINVAL;
16762                 }
16763
16764                 env->insn_idx++;
16765         }
16766
16767         return 0;
16768 }
16769
16770 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16771 {
16772         const struct btf_type *t;
16773         const char *tname;
16774         int i, n;
16775
16776         /*
16777          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16778          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16779          * types to look at only module's own BTF types.
16780          */
16781         n = btf_nr_types(btf);
16782         if (btf_is_module(btf))
16783                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16784         else
16785                 i = 1;
16786
16787         for(; i < n; i++) {
16788                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16789                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16790                         continue;
16791
16792                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16793                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16794                         return i;
16795         }
16796
16797         return -ENOENT;
16798 }
16799
16800 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16801 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16802                                struct bpf_insn *insn,
16803                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16804 {
16805         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16806         const struct btf_type *datasec;
16807         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16808         const struct btf_type *t;
16809         const char *sym_name;
16810         bool percpu = false;
16811         u32 type, id = insn->imm;
16812         struct btf *btf;
16813         s32 datasec_id;
16814         u64 addr;
16815         int i, btf_fd, err;
16816
16817         btf_fd = insn[1].imm;
16818         if (btf_fd) {
16819                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16820                 if (IS_ERR(btf)) {
16821                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16822                         return -EINVAL;
16823                 }
16824         } else {
16825                 if (!btf_vmlinux) {
16826                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16827                         return -EINVAL;
16828                 }
16829                 btf = btf_vmlinux;
16830                 btf_get(btf);
16831         }
16832
16833         t = btf_type_by_id(btf, id);
16834         if (!t) {
16835                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16836                 err = -ENOENT;
16837                 goto err_put;
16838         }
16839
16840         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16841                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16842                 err = -EINVAL;
16843                 goto err_put;
16844         }
16845
16846         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16847         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16848         if (!addr) {
16849                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16850                         sym_name);
16851                 err = -ENOENT;
16852                 goto err_put;
16853         }
16854         insn[0].imm = (u32)addr;
16855         insn[1].imm = addr >> 32;
16856
16857         if (btf_type_is_func(t)) {
16858                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16859                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16860                 goto check_btf;
16861         }
16862
16863         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16864         if (datasec_id > 0) {
16865                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16866                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16867                         if (vsi->type == id) {
16868                                 percpu = true;
16869                                 break;
16870                         }
16871                 }
16872         }
16873
16874         type = t->type;
16875         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16876         if (percpu) {
16877                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16878                 aux->btf_var.btf = btf;
16879                 aux->btf_var.btf_id = type;
16880         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16881                 const struct btf_type *ret;
16882                 const char *tname;
16883                 u32 tsize;
16884
16885                 /* resolve the type size of ksym. */
16886                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16887                 if (IS_ERR(ret)) {
16888                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16889                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16890                                 tname, PTR_ERR(ret));
16891                         err = -EINVAL;
16892                         goto err_put;
16893                 }
16894                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16895                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16896         } else {
16897                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16898                 aux->btf_var.btf = btf;
16899                 aux->btf_var.btf_id = type;
16900         }
16901 check_btf:
16902         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16903         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16904                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16905                         btf_put(btf);
16906                         return 0;
16907                 }
16908         }
16909
16910         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16911                 err = -E2BIG;
16912                 goto err_put;
16913         }
16914
16915         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16916         btf_mod->btf = btf;
16917         btf_mod->module = NULL;
16918
16919         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16920         if (btf_is_module(btf)) {
16921                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16922                 if (!btf_mod->module) {
16923                         err = -ENXIO;
16924                         goto err_put;
16925                 }
16926         }
16927
16928         env->used_btf_cnt++;
16929
16930         return 0;
16931 err_put:
16932         btf_put(btf);
16933         return err;
16934 }
16935
16936 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16937 {
16938         switch (type) {
16939         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16940         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16941         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16942         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16943         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16944                 return true;
16945         default:
16946                 return false;
16947         }
16948 }
16949
16950 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16951                                         struct bpf_map *map,
16952                                         struct bpf_prog *prog)
16953
16954 {
16955         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16956
16957         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16958             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16959                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16960                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16961                         return -EINVAL;
16962                 }
16963         }
16964
16965         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16966                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16967                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16968                         return -EINVAL;
16969                 }
16970
16971                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16972                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16973                         return -EINVAL;
16974                 }
16975
16976                 if (prog->aux->sleepable) {
16977                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16978                         return -EINVAL;
16979                 }
16980         }
16981
16982         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16983                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16984                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16985                         return -EINVAL;
16986                 }
16987         }
16988
16989         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16990             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16991                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16992                 return -EINVAL;
16993         }
16994
16995         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16996                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16997                 return -EINVAL;
16998         }
16999
17000         if (prog->aux->sleepable)
17001                 switch (map->map_type) {
17002                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17003                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17004                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17005                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17006                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17007                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17008                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17009                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17010                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17011                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17012                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17013                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17014                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17015                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17016                         break;
17017                 default:
17018                         verbose(env,
17019                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17020                         return -EINVAL;
17021                 }
17022
17023         return 0;
17024 }
17025
17026 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17027 {
17028         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17029                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17030 }
17031
17032 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17033  *
17034  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17035  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17036  *
17037  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17038  */
17039 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17040 {
17041         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17042         int insn_cnt = env->prog->len;
17043         int i, j, err;
17044
17045         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17046         if (err)
17047                 return err;
17048
17049         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17050                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17051                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17052                     insn->imm != 0)) {
17053                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17054                         return -EINVAL;
17055                 }
17056
17057                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17058                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17059                         struct bpf_map *map;
17060                         struct fd f;
17061                         u64 addr;
17062                         u32 fd;
17063
17064                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17065                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17066                             insn[1].off != 0) {
17067                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17068                                 return -EINVAL;
17069                         }
17070
17071                         if (insn[0].src_reg == 0)
17072                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17073                                 goto next_insn;
17074
17075                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17076                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17077                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17078                                 if (err)
17079                                         return err;
17080                                 goto next_insn;
17081                         }
17082
17083                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17084                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17085                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17086                                 goto next_insn;
17087                         }
17088
17089                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17090                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17091                          */
17092                         switch (insn[0].src_reg) {
17093                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17094                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17095                                 break;
17096                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17097                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17098                                 if (insn[1].imm == 0)
17099                                         break;
17100                                 fallthrough;
17101                         default:
17102                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17103                                 return -EINVAL;
17104                         }
17105
17106                         switch (insn[0].src_reg) {
17107                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17108                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17109                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17110                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17111                                         return -EPROTO;
17112                                 }
17113                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17114                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17115                                                             sizeof(fd)))
17116                                         return -EFAULT;
17117                                 break;
17118                         default:
17119                                 fd = insn[0].imm;
17120                                 break;
17121                         }
17122
17123                         f = fdget(fd);
17124                         map = __bpf_map_get(f);
17125                         if (IS_ERR(map)) {
17126                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17127                                         insn[0].imm);
17128                                 return PTR_ERR(map);
17129                         }
17130
17131                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17132                         if (err) {
17133                                 fdput(f);
17134                                 return err;
17135                         }
17136
17137                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17138                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17139                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17140                                 addr = (unsigned long)map;
17141                         } else {
17142                                 u32 off = insn[1].imm;
17143
17144                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17145                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17146                                         fdput(f);
17147                                         return -EINVAL;
17148                                 }
17149
17150                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17151                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17152                                         fdput(f);
17153                                         return -EINVAL;
17154                                 }
17155
17156                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17157                                 if (err) {
17158                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17159                                                 map->value_size, off);
17160                                         fdput(f);
17161                                         return err;
17162                                 }
17163
17164                                 aux->map_off = off;
17165                                 addr += off;
17166                         }
17167
17168                         insn[0].imm = (u32)addr;
17169                         insn[1].imm = addr >> 32;
17170
17171                         /* check whether we recorded this map already */
17172                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17173                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17174                                         aux->map_index = j;
17175                                         fdput(f);
17176                                         goto next_insn;
17177                                 }
17178                         }
17179
17180                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17181                                 fdput(f);
17182                                 return -E2BIG;
17183                         }
17184
17185                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17186                          * the map will be released by release_maps() or it
17187                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17188                          * and all maps are released in free_used_maps()
17189                          */
17190                         bpf_map_inc(map);
17191
17192                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17193                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17194
17195                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17196                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17197                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17198                                 fdput(f);
17199                                 return -EBUSY;
17200                         }
17201
17202                         fdput(f);
17203 next_insn:
17204                         insn++;
17205                         i++;
17206                         continue;
17207                 }
17208
17209                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17210                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17211                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17212                         return -EINVAL;
17213                 }
17214         }
17215
17216         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17217          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17218          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17219          */
17220         return 0;
17221 }
17222
17223 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17224 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17225 {
17226         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17227                              env->used_map_cnt);
17228 }
17229
17230 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17231 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17232 {
17233         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17234                              env->used_btf_cnt);
17235 }
17236
17237 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17238 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17239 {
17240         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17241         int insn_cnt = env->prog->len;
17242         int i;
17243
17244         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17245                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17246                         continue;
17247                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17248                         continue;
17249                 insn->src_reg = 0;
17250         }
17251 }
17252
17253 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17254  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17255  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17256  */
17257 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17258                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17259                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17260 {
17261         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17262         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17263         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17264         u32 prog_len;
17265         int i;
17266
17267         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17268          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17269          * original insn at old prog.
17270          */
17271         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17272
17273         if (cnt == 1)
17274                 return;
17275         prog_len = new_prog->len;
17276
17277         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17278         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17279                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17280         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17281                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17282                 new_data[i].seen = old_seen;
17283                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17284         }
17285         env->insn_aux_data = new_data;
17286         vfree(old_data);
17287 }
17288
17289 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17290 {
17291         int i;
17292
17293         if (len == 1)
17294                 return;
17295         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17296         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17297                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17298                         continue;
17299                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17300         }
17301 }
17302
17303 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17304 {
17305         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17306         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17307         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17308
17309         for (i = 0; i < sz; i++) {
17310                 desc = &tab[i];
17311                 if (desc->insn_idx <= off)
17312                         continue;
17313                 desc->insn_idx += len - 1;
17314         }
17315 }
17316
17317 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17318                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17319 {
17320         struct bpf_prog *new_prog;
17321         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17322
17323         if (len > 1) {
17324                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17325                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17326                 if (!new_data)
17327                         return NULL;
17328         }
17329
17330         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17331         if (IS_ERR(new_prog)) {
17332                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17333                         verbose(env,
17334                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17335                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17336                 vfree(new_data);
17337                 return NULL;
17338         }
17339         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17340         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17341         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17342         return new_prog;
17343 }
17344
17345 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17346                                               u32 off, u32 cnt)
17347 {
17348         int i, j;
17349
17350         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17351         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17352                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17353                         break;
17354         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17355         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17356                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17357                         break;
17358         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17359          * the front of previous prog
17360          */
17361         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17362                 j--;
17363
17364         if (j > i) {
17365                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17366                 int move;
17367
17368                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17369                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17370
17371                 memmove(env->subprog_info + i,
17372                         env->subprog_info + j,
17373                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17374                 env->subprog_cnt -= j - i;
17375
17376                 /* remove func_info */
17377                 if (aux->func_info) {
17378                         move = aux->func_info_cnt - j;
17379
17380                         memmove(aux->func_info + i,
17381                                 aux->func_info + j,
17382                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17383                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17384                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17385                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17386                          */
17387                 }
17388         } else {
17389                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17390                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17391                         i++;
17392         }
17393
17394         /* update fake 'exit' subprog as well */
17395         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17396                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17397
17398         return 0;
17399 }
17400
17401 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17402                                       u32 cnt)
17403 {
17404         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17405         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17406         struct bpf_line_info *linfo;
17407
17408         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17409         if (!nr_linfo)
17410                 return 0;
17411
17412         linfo = prog->aux->linfo;
17413
17414         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17415         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17416                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17417                         break;
17418
17419         l_off = i;
17420         l_cnt = 0;
17421         for (; i < nr_linfo; i++)
17422                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17423                         l_cnt++;
17424                 else
17425                         break;
17426
17427         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17428          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17429          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17430          */
17431         if (prog->len != off && l_cnt &&
17432             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17433                 l_cnt--;
17434                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17435         }
17436
17437         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17438         if (l_cnt) {
17439                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17440                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17441
17442                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17443                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17444         }
17445
17446         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17447         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17448                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17449
17450         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17451         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17452                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17453                         /* program may have started in the removed region but
17454                          * may not be fully removed
17455                          */
17456                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17457                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17458                         else
17459                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17460                 }
17461
17462         return 0;
17463 }
17464
17465 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17466 {
17467         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17468         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17469         int err;
17470
17471         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17472                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17473
17474         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17475         if (err)
17476                 return err;
17477
17478         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17479         if (err)
17480                 return err;
17481
17482         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17483         if (err)
17484                 return err;
17485
17486         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17487                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17488
17489         return 0;
17490 }
17491
17492 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17493  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17494  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17495  * with 'ja -1'.
17496  *
17497  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17498  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17499  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17500  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17501  * code could be located.
17502  */
17503 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17504 {
17505         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17506         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17507         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17508         const int insn_cnt = env->prog->len;
17509         int i;
17510
17511         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17512                 if (aux_data[i].seen)
17513                         continue;
17514                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17515                 aux_data[i].zext_dst = false;
17516         }
17517 }
17518
17519 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17520 {
17521         u8 op;
17522
17523         op = BPF_OP(code);
17524         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17525                 return op != BPF_JA;
17526
17527         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17528                 return false;
17529
17530         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17531 }
17532
17533 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17534 {
17535         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17536         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17537         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17538         const int insn_cnt = env->prog->len;
17539         int i;
17540
17541         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17542                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17543                         continue;
17544
17545                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17546                         ja.off = insn->off;
17547                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17548                         ja.off = 0;
17549                 else
17550                         continue;
17551
17552                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17553                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17554
17555                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17556         }
17557 }
17558
17559 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17560 {
17561         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17562         int insn_cnt = env->prog->len;
17563         int i, err;
17564
17565         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17566                 int j;
17567
17568                 j = 0;
17569                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17570                         j++;
17571                 if (!j)
17572                         continue;
17573
17574                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17575                 if (err)
17576                         return err;
17577                 insn_cnt = env->prog->len;
17578         }
17579
17580         return 0;
17581 }
17582
17583 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17584 {
17585         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17586         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17587         int insn_cnt = env->prog->len;
17588         int i, err;
17589
17590         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17591                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17592                         continue;
17593
17594                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17595                 if (err)
17596                         return err;
17597                 insn_cnt--;
17598                 i--;
17599         }
17600
17601         return 0;
17602 }
17603
17604 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17605                                          const union bpf_attr *attr)
17606 {
17607         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17608         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17609         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17610         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17611         struct bpf_prog *new_prog;
17612         bool rnd_hi32;
17613
17614         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17615         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17616         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17617         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17618         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17619         for (i = 0; i < len; i++) {
17620                 int adj_idx = i + delta;
17621                 struct bpf_insn insn;
17622                 int load_reg;
17623
17624                 insn = insns[adj_idx];
17625                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17626                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17627                         u8 code, class;
17628                         u32 imm_rnd;
17629
17630                         if (!rnd_hi32)
17631                                 continue;
17632
17633                         code = insn.code;
17634                         class = BPF_CLASS(code);
17635                         if (load_reg == -1)
17636                                 continue;
17637
17638                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17639                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17640                          *       here.
17641                          */
17642                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17643                                 if (class == BPF_LD &&
17644                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17645                                         i++;
17646                                 continue;
17647                         }
17648
17649                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17650                         if (class == BPF_LDX &&
17651                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17652                                 continue;
17653
17654                         imm_rnd = get_random_u32();
17655                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17656                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17657                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17658                         patch = rnd_hi32_patch;
17659                         patch_len = 4;
17660                         goto apply_patch_buffer;
17661                 }
17662
17663                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17664                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17665                  *
17666                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17667                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17668                  * equivalent instruction only does this load when the
17669                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17670                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17671                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17672                  */
17673                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17674                         continue;
17675
17676                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17677                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17678                         continue;
17679
17680                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17681                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17682                         return -EFAULT;
17683                 }
17684
17685                 zext_patch[0] = insn;
17686                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17687                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17688                 patch = zext_patch;
17689                 patch_len = 2;
17690 apply_patch_buffer:
17691                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17692                 if (!new_prog)
17693                         return -ENOMEM;
17694                 env->prog = new_prog;
17695                 insns = new_prog->insnsi;
17696                 aux = env->insn_aux_data;
17697                 delta += patch_len - 1;
17698         }
17699
17700         return 0;
17701 }
17702
17703 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17704  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17705  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17706  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17707  */
17708 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17709 {
17710         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17711         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17712         const int insn_cnt = env->prog->len;
17713         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17714         u32 target_size, size_default, off;
17715         struct bpf_prog *new_prog;
17716         enum bpf_access_type type;
17717         bool is_narrower_load;
17718
17719         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17720                 if (!ops->gen_prologue) {
17721                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17722                         return -EINVAL;
17723                 }
17724                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17725                                         env->prog);
17726                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17727                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17728                         return -EINVAL;
17729                 } else if (cnt) {
17730                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17731                         if (!new_prog)
17732                                 return -ENOMEM;
17733
17734                         env->prog = new_prog;
17735                         delta += cnt - 1;
17736                 }
17737         }
17738
17739         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17740                 return 0;
17741
17742         insn = env->prog->insnsi + delta;
17743
17744         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17745                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17746                 u8 mode;
17747
17748                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17749                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17750                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17751                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17752                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
17753                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
17754                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
17755                         type = BPF_READ;
17756                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17757                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17758                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17759                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17760                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17761                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17762                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17763                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17764                         type = BPF_WRITE;
17765                 } else {
17766                         continue;
17767                 }
17768
17769                 if (type == BPF_WRITE &&
17770                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17771                         struct bpf_insn patch[] = {
17772                                 *insn,
17773                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17774                         };
17775
17776                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17777                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17778                         if (!new_prog)
17779                                 return -ENOMEM;
17780
17781                         delta    += cnt - 1;
17782                         env->prog = new_prog;
17783                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17784                         continue;
17785                 }
17786
17787                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17788                 case PTR_TO_CTX:
17789                         if (!ops->convert_ctx_access)
17790                                 continue;
17791                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17792                         break;
17793                 case PTR_TO_SOCKET:
17794                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17795                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17796                         break;
17797                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17798                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17799                         break;
17800                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17801                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17802                         break;
17803                 case PTR_TO_BTF_ID:
17804                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17805                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17806                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17807                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17808                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17809                  * for this case.
17810                  */
17811                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17812                         if (type == BPF_READ) {
17813                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
17814                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17815                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17816                                 else
17817                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
17818                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17819                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17820                         }
17821                         continue;
17822                 default:
17823                         continue;
17824                 }
17825
17826                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17827                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17828                 mode = BPF_MODE(insn->code);
17829
17830                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17831                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17832                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17833                  * we will apply proper mask to the result.
17834                  */
17835                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17836                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17837                 off = insn->off;
17838                 if (is_narrower_load) {
17839                         u8 size_code;
17840
17841                         if (type == BPF_WRITE) {
17842                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17843                                 return -EINVAL;
17844                         }
17845
17846                         size_code = BPF_H;
17847                         if (ctx_field_size == 4)
17848                                 size_code = BPF_W;
17849                         else if (ctx_field_size == 8)
17850                                 size_code = BPF_DW;
17851
17852                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17853                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17854                 }
17855
17856                 target_size = 0;
17857                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17858                                          &target_size);
17859                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17860                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17861                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17862                         return -EINVAL;
17863                 }
17864
17865                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17866                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17867                                 off, size, size_default) * 8;
17868                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17869                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17870                                 return -EINVAL;
17871                         }
17872                         if (ctx_field_size <= 4) {
17873                                 if (shift)
17874                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17875                                                                         insn->dst_reg,
17876                                                                         shift);
17877                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17878                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17879                         } else {
17880                                 if (shift)
17881                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17882                                                                         insn->dst_reg,
17883                                                                         shift);
17884                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17885                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17886                         }
17887                 }
17888                 if (mode == BPF_MEMSX)
17889                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
17890                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
17891                                                        size * 8, 0);
17892
17893                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17894                 if (!new_prog)
17895                         return -ENOMEM;
17896
17897                 delta += cnt - 1;
17898
17899                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17900                 env->prog = new_prog;
17901                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17902         }
17903
17904         return 0;
17905 }
17906
17907 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17908 {
17909         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17910         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17911         struct bpf_map *map_ptr;
17912         struct bpf_insn *insn;
17913         void *old_bpf_func;
17914         int err, num_exentries;
17915
17916         if (env->subprog_cnt <= 1)
17917                 return 0;
17918
17919         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17920                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17921                         continue;
17922
17923                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17924                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17925                  * propagated in any case.
17926                  */
17927                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17928                 if (subprog < 0) {
17929                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17930                                   i + insn->imm + 1);
17931                         return -EFAULT;
17932                 }
17933                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17934                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17935                  */
17936                 insn->off = subprog;
17937                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17938                  * to interpreter will be needed
17939                  */
17940                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17941                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17942                 insn->imm = 1;
17943                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17944                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17945                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17946                          * Force a non zero here.
17947                          */
17948                         insn[1].imm = 1;
17949         }
17950
17951         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17952         if (err)
17953                 goto out_undo_insn;
17954
17955         err = -ENOMEM;
17956         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17957         if (!func)
17958                 goto out_undo_insn;
17959
17960         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17961                 subprog_start = subprog_end;
17962                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17963
17964                 len = subprog_end - subprog_start;
17965                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17966                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17967                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17968                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17969                  */
17970                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17971                 if (!func[i])
17972                         goto out_free;
17973                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17974                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17975                 func[i]->type = prog->type;
17976                 func[i]->len = len;
17977                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17978                         goto out_free;
17979                 func[i]->is_func = 1;
17980                 func[i]->aux->func_idx = i;
17981                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17982                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17983                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17984                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17985                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17986                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17987
17988                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17989                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17990
17991                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17992                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17993                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17994                                 poke->aux = func[i]->aux;
17995                 }
17996
17997                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17998                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17999                 func[i]->jit_requested = 1;
18000                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
18001                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18002                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18003                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18004                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18005                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18006                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18007                 num_exentries = 0;
18008                 insn = func[i]->insnsi;
18009                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18010                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18011                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18012                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18013                                 num_exentries++;
18014                 }
18015                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18016                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18017                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18018                 if (!func[i]->jited) {
18019                         err = -ENOTSUPP;
18020                         goto out_free;
18021                 }
18022                 cond_resched();
18023         }
18024
18025         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18026          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18027          * run last pass of JIT
18028          */
18029         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18030                 insn = func[i]->insnsi;
18031                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18032                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18033                                 subprog = insn->off;
18034                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18035                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18036                                 continue;
18037                         }
18038                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18039                                 continue;
18040                         subprog = insn->off;
18041                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18042                 }
18043
18044                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18045                  * of the JITed images for each function in the program
18046                  *
18047                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18048                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18049                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18050                  *
18051                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18052                  * by using its subprog id, available from the off field of
18053                  * the call instruction, as an index for this list
18054                  */
18055                 func[i]->aux->func = func;
18056                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18057         }
18058         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18059                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18060                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18061                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18062                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18063                         err = -ENOTSUPP;
18064                         goto out_free;
18065                 }
18066                 cond_resched();
18067         }
18068
18069         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18070          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18071          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18072          */
18073         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18074                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18075                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18076         }
18077
18078         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18079          * prog consistent for later dump requests, so they can
18080          * later look the same as if they were interpreted only.
18081          */
18082         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18083                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18084                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18085                         insn[1].imm = insn->off;
18086                         insn->off = 0;
18087                         continue;
18088                 }
18089                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18090                         continue;
18091                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18092                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18093                 insn->imm = subprog;
18094         }
18095
18096         prog->jited = 1;
18097         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18098         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18099         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18100         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18101         prog->aux->func = func;
18102         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18103         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18104         return 0;
18105 out_free:
18106         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18107          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18108          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18109          */
18110         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18111                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18112                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18113         }
18114         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18115          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18116          * released with the main prog.
18117          */
18118         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18119                 if (!func[i])
18120                         continue;
18121                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18122                 bpf_jit_free(func[i]);
18123         }
18124         kfree(func);
18125 out_undo_insn:
18126         /* cleanup main prog to be interpreted */
18127         prog->jit_requested = 0;
18128         prog->blinding_requested = 0;
18129         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18130                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18131                         continue;
18132                 insn->off = 0;
18133                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18134         }
18135         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18136         return err;
18137 }
18138
18139 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18140 {
18141 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18142         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18143         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18144         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18145         int i, depth;
18146 #endif
18147         int err = 0;
18148
18149         if (env->prog->jit_requested &&
18150             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18151                 err = jit_subprogs(env);
18152                 if (err == 0)
18153                         return 0;
18154                 if (err == -EFAULT)
18155                         return err;
18156         }
18157 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18158         if (has_kfunc_call) {
18159                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18160                 return -EINVAL;
18161         }
18162         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18163                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18164                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18165                  */
18166                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18167                 return -EINVAL;
18168         }
18169         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18170                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18171                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18172                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18173                          */
18174                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18175                         return -EINVAL;
18176                 }
18177
18178                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18179                         continue;
18180                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18181                 if (depth < 0)
18182                         return depth;
18183                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18184         }
18185         err = 0;
18186 #endif
18187         return err;
18188 }
18189
18190 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18191 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18192                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18193 {
18194         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18195         bool seen_direct_write;
18196         void *xdp_kfunc;
18197         bool is_rdonly;
18198
18199         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18200                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18201                 if (xdp_kfunc) {
18202                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18203                         return;
18204                 }
18205                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18206         }
18207
18208         if (offset)
18209                 return;
18210
18211         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18212                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18213                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18214
18215                 if (is_rdonly)
18216                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18217
18218                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18219                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18220                  */
18221                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18222         }
18223 }
18224
18225 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18226                                             u16 struct_meta_reg,
18227                                             u16 node_offset_reg,
18228                                             struct bpf_insn *insn,
18229                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18230                                             int *cnt)
18231 {
18232         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18233         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18234
18235         insn_buf[0] = addr[0];
18236         insn_buf[1] = addr[1];
18237         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18238         insn_buf[3] = *insn;
18239         *cnt = 4;
18240 }
18241
18242 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18243                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18244 {
18245         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18246
18247         if (!insn->imm) {
18248                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18249                 return -EINVAL;
18250         }
18251
18252         *cnt = 0;
18253
18254         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18255          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18256          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18257          */
18258         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18259         if (!desc) {
18260                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18261                         insn->imm);
18262                 return -EFAULT;
18263         }
18264
18265         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18266                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18267         if (insn->off)
18268                 return 0;
18269         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18270                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18271                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18272                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18273
18274                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18275                 insn_buf[1] = addr[0];
18276                 insn_buf[2] = addr[1];
18277                 insn_buf[3] = *insn;
18278                 *cnt = 4;
18279         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18280                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18281                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18282                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18283
18284                 insn_buf[0] = addr[0];
18285                 insn_buf[1] = addr[1];
18286                 insn_buf[2] = *insn;
18287                 *cnt = 3;
18288         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18289                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18290                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18291                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18292                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18293
18294                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18295                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18296                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18297                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18298                 }
18299
18300                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18301                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18302         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18303                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18304                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18305                 *cnt = 1;
18306         }
18307         return 0;
18308 }
18309
18310 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18311  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18312  */
18313 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18314 {
18315         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18316         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18317         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18318         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18319         const struct bpf_func_proto *fn;
18320         const int insn_cnt = prog->len;
18321         const struct bpf_map_ops *ops;
18322         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18323         struct bpf_insn insn_buf[16];
18324         struct bpf_prog *new_prog;
18325         struct bpf_map *map_ptr;
18326         int i, ret, cnt, delta = 0;
18327
18328         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18329                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18330                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18331                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18332                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18333                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18334                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18335                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18336                         struct bpf_insn *patchlet;
18337                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18338                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18339                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18340                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18341                                              0, 2, 0),
18342                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18343                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18344                                 *insn,
18345                         };
18346                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18347                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18348                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18349                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18350                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18351                                 *insn,
18352                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18353                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18354                         };
18355
18356                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18357                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18358                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18359
18360                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18361                         if (!new_prog)
18362                                 return -ENOMEM;
18363
18364                         delta    += cnt - 1;
18365                         env->prog = prog = new_prog;
18366                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18367                         continue;
18368                 }
18369
18370                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18371                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18372                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18373                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18374                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18375                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18376                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18377                                 return -EINVAL;
18378                         }
18379
18380                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18381                         if (!new_prog)
18382                                 return -ENOMEM;
18383
18384                         delta    += cnt - 1;
18385                         env->prog = prog = new_prog;
18386                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18387                         continue;
18388                 }
18389
18390                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18391                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18392                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18393                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18394                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18395                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18396                         bool issrc, isneg, isimm;
18397                         u32 off_reg;
18398
18399                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18400                         if (!aux->alu_state ||
18401                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18402                                 continue;
18403
18404                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18405                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18406                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18407                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18408
18409                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18410                         if (isimm) {
18411                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18412                         } else {
18413                                 if (isneg)
18414                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18415                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18416                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18417                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18418                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18419                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18420                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18421                         }
18422                         if (!issrc)
18423                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18424                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18425                         if (isneg)
18426                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18427                                              code_sub : code_add;
18428                         *patch++ = *insn;
18429                         if (issrc && isneg && !isimm)
18430                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18431                         cnt = patch - insn_buf;
18432
18433                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18434                         if (!new_prog)
18435                                 return -ENOMEM;
18436
18437                         delta    += cnt - 1;
18438                         env->prog = prog = new_prog;
18439                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18440                         continue;
18441                 }
18442
18443                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18444                         continue;
18445                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18446                         continue;
18447                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18448                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18449                         if (ret)
18450                                 return ret;
18451                         if (cnt == 0)
18452                                 continue;
18453
18454                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18455                         if (!new_prog)
18456                                 return -ENOMEM;
18457
18458                         delta    += cnt - 1;
18459                         env->prog = prog = new_prog;
18460                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18461                         continue;
18462                 }
18463
18464                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18465                         prog->dst_needed = 1;
18466                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18467                         bpf_user_rnd_init_once();
18468                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18469                         prog->kprobe_override = 1;
18470                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18471                         /* If we tail call into other programs, we
18472                          * cannot make any assumptions since they can
18473                          * be replaced dynamically during runtime in
18474                          * the program array.
18475                          */
18476                         prog->cb_access = 1;
18477                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18478                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18479                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18480
18481                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18482                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18483                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18484                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18485                          */
18486                         insn->imm = 0;
18487                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18488
18489                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18490                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18491                             prog->jit_requested &&
18492                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18493                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18494                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18495                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18496                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18497                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18498                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18499                                         .insn_idx = i + delta,
18500                                 };
18501
18502                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18503                                 if (ret < 0) {
18504                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18505                                         return ret;
18506                                 }
18507
18508                                 insn->imm = ret + 1;
18509                                 continue;
18510                         }
18511
18512                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18513                                 continue;
18514
18515                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18516                          * emit two extra insns:
18517                          * if (index >= max_entries) goto out;
18518                          * index &= array->index_mask;
18519                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18520                          */
18521                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18522                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18523                                 return -EINVAL;
18524                         }
18525
18526                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18527                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18528                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18529                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18530                                                     container_of(map_ptr,
18531                                                                  struct bpf_array,
18532                                                                  map)->index_mask);
18533                         insn_buf[2] = *insn;
18534                         cnt = 3;
18535                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18536                         if (!new_prog)
18537                                 return -ENOMEM;
18538
18539                         delta    += cnt - 1;
18540                         env->prog = prog = new_prog;
18541                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18542                         continue;
18543                 }
18544
18545                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18546                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18547                          * with different maps and the register states prepared by
18548                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18549                          *
18550                          * The following use case is valid:
18551                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18552                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18553                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18554                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18555                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18556                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18557                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18558                          */
18559                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18560                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18561                         };
18562
18563                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18564                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18565                         insn_buf[2] = *insn;
18566                         cnt = 3;
18567
18568                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18569                         if (!new_prog)
18570                                 return -ENOMEM;
18571
18572                         delta    += cnt - 1;
18573                         env->prog = prog = new_prog;
18574                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18575                         goto patch_call_imm;
18576                 }
18577
18578                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18579                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18580                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18581                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18582                         else
18583                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18584                         insn_buf[1] = *insn;
18585                         cnt = 2;
18586
18587                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18588                         if (!new_prog)
18589                                 return -ENOMEM;
18590
18591                         delta += cnt - 1;
18592                         env->prog = prog = new_prog;
18593                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18594                         goto patch_call_imm;
18595                 }
18596
18597                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18598                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18599                  * only.
18600                  */
18601                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18602                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18603                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18604                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18605                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18606                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18607                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18608                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18609                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18610                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18611                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18612                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18613                                 goto patch_call_imm;
18614
18615                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18616                         ops = map_ptr->ops;
18617                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18618                             ops->map_gen_lookup) {
18619                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18620                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18621                                         goto patch_map_ops_generic;
18622                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18623                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18624                                         return -EINVAL;
18625                                 }
18626
18627                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18628                                                                insn_buf, cnt);
18629                                 if (!new_prog)
18630                                         return -ENOMEM;
18631
18632                                 delta    += cnt - 1;
18633                                 env->prog = prog = new_prog;
18634                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18635                                 continue;
18636                         }
18637
18638                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18639                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18640                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18641                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18642                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18643                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18644                                               u64 flags))NULL));
18645                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18646                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18647                                               u64 flags))NULL));
18648                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18649                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18650                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18651                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18652                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18653                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18654                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18655                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18656                                               bpf_callback_t callback_fn,
18657                                               void *callback_ctx,
18658                                               u64 flags))NULL));
18659                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18660                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18661
18662 patch_map_ops_generic:
18663                         switch (insn->imm) {
18664                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18665                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18666                                 continue;
18667                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18668                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18669                                 continue;
18670                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18671                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18672                                 continue;
18673                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18674                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18675                                 continue;
18676                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18677                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18678                                 continue;
18679                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18680                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18681                                 continue;
18682                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18683                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18684                                 continue;
18685                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18686                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18687                                 continue;
18688                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18689                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18690                                 continue;
18691                         }
18692
18693                         goto patch_call_imm;
18694                 }
18695
18696                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18697                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18698                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18699                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18700                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18701                                              (unsigned long)&jiffies),
18702                         };
18703
18704                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18705                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18706                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18707                                                   BPF_REG_0, 0);
18708                         cnt = 3;
18709
18710                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18711                                                        cnt);
18712                         if (!new_prog)
18713                                 return -ENOMEM;
18714
18715                         delta    += cnt - 1;
18716                         env->prog = prog = new_prog;
18717                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18718                         continue;
18719                 }
18720
18721                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18722                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18723                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18724                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18725                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18726                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18727                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18728                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18729                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18730                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18731                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18732                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18733                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18734                         cnt = 9;
18735
18736                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18737                         if (!new_prog)
18738                                 return -ENOMEM;
18739
18740                         delta    += cnt - 1;
18741                         env->prog = prog = new_prog;
18742                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18743                         continue;
18744                 }
18745
18746                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18747                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18748                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18749                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18750                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18751                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18752                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18753                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18754                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18755                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18756                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18757                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18758                                 cnt = 6;
18759                         } else {
18760                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18761                                 cnt = 1;
18762                         }
18763
18764                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18765                         if (!new_prog)
18766                                 return -ENOMEM;
18767
18768                         delta    += cnt - 1;
18769                         env->prog = prog = new_prog;
18770                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18771                         continue;
18772                 }
18773
18774                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18775                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18776                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18777                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18778                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18779
18780                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18781                         if (!new_prog)
18782                                 return -ENOMEM;
18783
18784                         env->prog = prog = new_prog;
18785                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18786                         continue;
18787                 }
18788
18789                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18790                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18791                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18792                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18793                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18794
18795                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18796                         if (!new_prog)
18797                                 return -ENOMEM;
18798
18799                         env->prog = prog = new_prog;
18800                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18801                         continue;
18802                 }
18803
18804 patch_call_imm:
18805                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18806                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18807                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18808                  */
18809                 if (!fn->func) {
18810                         verbose(env,
18811                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18812                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18813                         return -EFAULT;
18814                 }
18815                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18816         }
18817
18818         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18819         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18820                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18821                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18822                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18823                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18824                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18825                         return -EINVAL;
18826                 }
18827
18828                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18829                 if (ret < 0) {
18830                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18831                         return ret;
18832                 }
18833         }
18834
18835         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18836
18837         return 0;
18838 }
18839
18840 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18841                                         int position,
18842                                         s32 stack_base,
18843                                         u32 callback_subprogno,
18844                                         u32 *cnt)
18845 {
18846         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18847         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18848         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18849         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18850         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18851         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18852
18853         struct bpf_prog *new_prog;
18854         u32 callback_start;
18855         u32 call_insn_offset;
18856         s32 callback_offset;
18857
18858         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18859          * be careful to modify this code in sync.
18860          */
18861         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18862                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18863                  * expected number of iterations is too big.
18864                  */
18865                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18866                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18867                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18868                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18869                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18870                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18871                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18872                 /* initialize loop vars */
18873                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18874                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18875                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18876                 /* loop header,
18877                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18878                  */
18879                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18880                 /* callback call,
18881                  * correct callback offset would be set after patching
18882                  */
18883                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18884                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18885                 BPF_CALL_REL(0),
18886                 /* increment loop counter */
18887                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18888                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18889                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18890                 /* return value of bpf_loop,
18891                  * set R0 to the number of iterations
18892                  */
18893                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18894                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18895                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18896                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18897                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18898         };
18899
18900         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18901         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18902         if (!new_prog)
18903                 return new_prog;
18904
18905         /* callback start is known only after patching */
18906         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18907         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18908         call_insn_offset = position + 12;
18909         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18910         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18911
18912         return new_prog;
18913 }
18914
18915 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18916 {
18917         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18918                 insn->src_reg == 0 &&
18919                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18920 }
18921
18922 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18923  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18924  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18925  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18926  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18927  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18928  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18929  * variables.
18930  */
18931 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18932 {
18933         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18934         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18935         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18936         int insn_cnt = env->prog->len;
18937         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18938         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18939         u16 stack_depth_extra = 0;
18940
18941         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18942                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18943                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18944
18945                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18946                         struct bpf_prog *new_prog;
18947
18948                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18949                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18950                                                    i + delta,
18951                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18952                                                    inline_state->callback_subprogno,
18953                                                    &cnt);
18954                         if (!new_prog)
18955                                 return -ENOMEM;
18956
18957                         delta     += cnt - 1;
18958                         env->prog  = new_prog;
18959                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18960                 }
18961
18962                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18963                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18964                         cur_subprog++;
18965                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18966                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18967                         stack_depth_extra = 0;
18968                 }
18969         }
18970
18971         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18972
18973         return 0;
18974 }
18975
18976 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18977 {
18978         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18979         int i;
18980
18981         sl = env->free_list;
18982         while (sl) {
18983                 sln = sl->next;
18984                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18985                 kfree(sl);
18986                 sl = sln;
18987         }
18988         env->free_list = NULL;
18989
18990         if (!env->explored_states)
18991                 return;
18992
18993         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
18994                 sl = env->explored_states[i];
18995
18996                 while (sl) {
18997                         sln = sl->next;
18998                         free_verifier_state(&sl->state, false);
18999                         kfree(sl);
19000                         sl = sln;
19001                 }
19002                 env->explored_states[i] = NULL;
19003         }
19004 }
19005
19006 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
19007 {
19008         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
19009         struct bpf_verifier_state *state;
19010         struct bpf_reg_state *regs;
19011         int ret, i;
19012
19013         env->prev_linfo = NULL;
19014         env->pass_cnt++;
19015
19016         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
19017         if (!state)
19018                 return -ENOMEM;
19019         state->curframe = 0;
19020         state->speculative = false;
19021         state->branches = 1;
19022         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
19023         if (!state->frame[0]) {
19024                 kfree(state);
19025                 return -ENOMEM;
19026         }
19027         env->cur_state = state;
19028         init_func_state(env, state->frame[0],
19029                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19030                         0 /* frameno */,
19031                         subprog);
19032         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19033         state->last_insn_idx = -1;
19034
19035         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19036         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19037                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19038                 if (ret)
19039                         goto out;
19040                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19041                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19042                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19043                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19044                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19045                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19046                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19047
19048                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19049                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19050                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19051                         }
19052                 }
19053         } else {
19054                 /* 1st arg to a function */
19055                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19056                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19057                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19058                 if (ret == -EFAULT)
19059                         /* unlikely verifier bug. abort.
19060                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19061                          * main() function due to backward compatibility.
19062                          * Like socket filter program may be written as:
19063                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19064                          * and never dereference that ctx in the program.
19065                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19066                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19067                          */
19068                         goto out;
19069         }
19070
19071         ret = do_check(env);
19072 out:
19073         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19074          * do_check() under memory pressure.
19075          */
19076         if (env->cur_state) {
19077                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19078                 env->cur_state = NULL;
19079         }
19080         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19081         if (!ret && pop_log)
19082                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19083         free_states(env);
19084         return ret;
19085 }
19086
19087 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19088  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19089  * Consider:
19090  * int bar(int);
19091  * int foo(int f)
19092  * {
19093  *    return bar(f);
19094  * }
19095  * int bar(int b)
19096  * {
19097  *    ...
19098  * }
19099  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19100  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19101  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19102  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19103  */
19104 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19105 {
19106         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19107         int i, ret;
19108
19109         if (!aux->func_info)
19110                 return 0;
19111
19112         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19113                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19114                         continue;
19115                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19116                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19117                 ret = do_check_common(env, i);
19118                 if (ret) {
19119                         return ret;
19120                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19121                         verbose(env,
19122                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19123                                 i);
19124                 }
19125         }
19126         return 0;
19127 }
19128
19129 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19130 {
19131         int ret;
19132
19133         env->insn_idx = 0;
19134         ret = do_check_common(env, 0);
19135         if (!ret)
19136                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19137         return ret;
19138 }
19139
19140
19141 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19142 {
19143         int i;
19144
19145         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19146                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19147                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19148                 verbose(env, "stack depth ");
19149                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19150                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19151
19152                         verbose(env, "%d", depth);
19153                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19154                                 verbose(env, "+");
19155                 }
19156                 verbose(env, "\n");
19157         }
19158         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19159                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19160                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19161                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19162                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19163 }
19164
19165 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19166 {
19167         const struct btf_type *t, *func_proto;
19168         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19169         const struct btf_member *member;
19170         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19171         u32 btf_id, member_idx;
19172         const char *mname;
19173
19174         if (!prog->gpl_compatible) {
19175                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19176                 return -EINVAL;
19177         }
19178
19179         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19180         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19181         if (!st_ops) {
19182                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19183                         btf_id);
19184                 return -ENOTSUPP;
19185         }
19186
19187         t = st_ops->type;
19188         member_idx = prog->expected_attach_type;
19189         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19190                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19191                         member_idx, st_ops->name);
19192                 return -EINVAL;
19193         }
19194
19195         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19196         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19197         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19198                                                NULL);
19199         if (!func_proto) {
19200                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19201                         mname, member_idx, st_ops->name);
19202                 return -EINVAL;
19203         }
19204
19205         if (st_ops->check_member) {
19206                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19207
19208                 if (err) {
19209                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19210                                 mname, st_ops->name);
19211                         return err;
19212                 }
19213         }
19214
19215         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19216         prog->aux->attach_func_name = mname;
19217         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19218
19219         return 0;
19220 }
19221 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19222
19223 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19224 {
19225         if (within_error_injection_list(addr) ||
19226             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19227                 return 0;
19228
19229         return -EINVAL;
19230 }
19231
19232 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19233  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19234  */
19235 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19236 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19237  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19238  */
19239 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19240 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19241 BTF_ID(func, should_failslab)
19242 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19243
19244 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19245 {
19246         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19247 }
19248
19249 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19250                             const struct bpf_prog *prog,
19251                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19252                             u32 btf_id,
19253                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19254 {
19255         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19256         const char prefix[] = "btf_trace_";
19257         int ret = 0, subprog = -1, i;
19258         const struct btf_type *t;
19259         bool conservative = true;
19260         const char *tname;
19261         struct btf *btf;
19262         long addr = 0;
19263         struct module *mod = NULL;
19264
19265         if (!btf_id) {
19266                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19267                 return -EINVAL;
19268         }
19269         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19270         if (!btf) {
19271                 bpf_log(log,
19272                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19273                 return -EINVAL;
19274         }
19275         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19276         if (!t) {
19277                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19278                 return -EINVAL;
19279         }
19280         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19281         if (!tname) {
19282                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19283                 return -EINVAL;
19284         }
19285         if (tgt_prog) {
19286                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19287
19288                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19289                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19290                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19291                         return -EINVAL;
19292                 }
19293
19294                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19295                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19296                                 subprog = i;
19297                                 break;
19298                         }
19299                 if (subprog == -1) {
19300                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19301                         return -EINVAL;
19302                 }
19303                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19304                 if (prog_extension) {
19305                         if (conservative) {
19306                                 bpf_log(log,
19307                                         "Cannot replace static functions\n");
19308                                 return -EINVAL;
19309                         }
19310                         if (!prog->jit_requested) {
19311                                 bpf_log(log,
19312                                         "Extension programs should be JITed\n");
19313                                 return -EINVAL;
19314                         }
19315                 }
19316                 if (!tgt_prog->jited) {
19317                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19318                         return -EINVAL;
19319                 }
19320                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19321                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19322                          * Cannot attach program extension to another extension.
19323                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19324                          */
19325                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19326                         return -EINVAL;
19327                 }
19328                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19329                     prog_extension &&
19330                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19331                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19332                         /* Program extensions can extend all program types
19333                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19334                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19335                          * analysis, stats and can be attached to any program
19336                          * type except themselves. When extension program is
19337                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19338                          * performance analysis of all functions. Both original
19339                          * XDP program and its program extension. Hence
19340                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19341                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19342                          * would be possible to create long call chain
19343                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19344                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19345                          * allowed.
19346                          */
19347                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19348                         return -EINVAL;
19349                 }
19350         } else {
19351                 if (prog_extension) {
19352                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19353                         return -EINVAL;
19354                 }
19355         }
19356
19357         switch (prog->expected_attach_type) {
19358         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19359                 if (tgt_prog) {
19360                         bpf_log(log,
19361                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19362                         return -EINVAL;
19363                 }
19364                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19365                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19366                                 btf_id);
19367                         return -EINVAL;
19368                 }
19369                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19370                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19371                                 btf_id, tname);
19372                         return -EINVAL;
19373                 }
19374                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19375                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19376                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19377                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19378                         return -EINVAL;
19379                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19380                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19381                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19382                         return -EINVAL;
19383
19384                 break;
19385         case BPF_TRACE_ITER:
19386                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19387                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19388                                 btf_id);
19389                         return -EINVAL;
19390                 }
19391                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19392                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19393                         return -EINVAL;
19394                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19395                 if (ret)
19396                         return ret;
19397                 break;
19398         default:
19399                 if (!prog_extension)
19400                         return -EINVAL;
19401                 fallthrough;
19402         case BPF_MODIFY_RETURN:
19403         case BPF_LSM_MAC:
19404         case BPF_LSM_CGROUP:
19405         case BPF_TRACE_FENTRY:
19406         case BPF_TRACE_FEXIT:
19407                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19408                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19409                                 btf_id);
19410                         return -EINVAL;
19411                 }
19412                 if (prog_extension &&
19413                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19414                         return -EINVAL;
19415                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19416                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19417                         return -EINVAL;
19418
19419                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19420                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19421                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19422                         return -EINVAL;
19423
19424                 if (tgt_prog && conservative)
19425                         t = NULL;
19426
19427                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19428                 if (ret < 0)
19429                         return ret;
19430
19431                 if (tgt_prog) {
19432                         if (subprog == 0)
19433                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19434                         else
19435                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19436                 } else {
19437                         if (btf_is_module(btf)) {
19438                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19439                                 if (mod)
19440                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19441                                 else
19442                                         addr = 0;
19443                         } else {
19444                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19445                         }
19446                         if (!addr) {
19447                                 module_put(mod);
19448                                 bpf_log(log,
19449                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19450                                         tname);
19451                                 return -ENOENT;
19452                         }
19453                 }
19454
19455                 if (prog->aux->sleepable) {
19456                         ret = -EINVAL;
19457                         switch (prog->type) {
19458                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19459
19460                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19461                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19462                                  */
19463                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19464                                     within_error_injection_list(addr))
19465                                         ret = 0;
19466                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19467                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19468                                  */
19469                                 else {
19470                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19471                                                                                 prog);
19472
19473                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19474                                                 ret = 0;
19475                                 }
19476                                 break;
19477                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19478                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19479                                  * Only some of them are sleepable.
19480                                  */
19481                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19482                                         ret = 0;
19483                                 break;
19484                         default:
19485                                 break;
19486                         }
19487                         if (ret) {
19488                                 module_put(mod);
19489                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19490                                 return ret;
19491                         }
19492                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19493                         if (tgt_prog) {
19494                                 module_put(mod);
19495                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19496                                 return -EINVAL;
19497                         }
19498                         ret = -EINVAL;
19499                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19500                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19501                                 ret = 0;
19502                         if (ret) {
19503                                 module_put(mod);
19504                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19505                                 return ret;
19506                         }
19507                 }
19508
19509                 break;
19510         }
19511         tgt_info->tgt_addr = addr;
19512         tgt_info->tgt_name = tname;
19513         tgt_info->tgt_type = t;
19514         tgt_info->tgt_mod = mod;
19515         return 0;
19516 }
19517
19518 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19519 BTF_ID_UNUSED
19520 #ifdef CONFIG_SMP
19521 BTF_ID(func, migrate_disable)
19522 BTF_ID(func, migrate_enable)
19523 #endif
19524 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19525 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19526 #endif
19527 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19528 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19529 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19530 #endif
19531 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19532 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19533 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19534 #endif
19535 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19536
19537 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19538 {
19539         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19540                 switch (prog->expected_attach_type) {
19541                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19542                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19543                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19544                 case BPF_TRACE_ITER:
19545                         return true;
19546                 default:
19547                         return false;
19548                 }
19549         }
19550         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19551                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19552                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19553 }
19554
19555 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19556 {
19557         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19558         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19559         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19560         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19561         struct bpf_trampoline *tr;
19562         int ret;
19563         u64 key;
19564
19565         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19566                 if (prog->aux->sleepable)
19567                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19568                         return 0;
19569                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19570                 return -EINVAL;
19571         }
19572
19573         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19574                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19575                 return -EINVAL;
19576         }
19577
19578         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19579                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19580
19581         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19582             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19583             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19584                 return 0;
19585
19586         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19587         if (ret)
19588                 return ret;
19589
19590         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19591                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19592                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19593                  * verification
19594                  */
19595                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19596                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19597         }
19598
19599         /* store info about the attachment target that will be used later */
19600         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19601         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19602         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19603
19604         if (tgt_prog) {
19605                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19606                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19607         }
19608
19609         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19610                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19611                 return 0;
19612         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19613                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19614                         return -EINVAL;
19615                 return 0;
19616         }
19617
19618         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19619                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19620                 if (ret < 0)
19621                         return ret;
19622         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19623                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19624                 return -EINVAL;
19625         }
19626
19627         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19628         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19629         if (!tr)
19630                 return -ENOMEM;
19631
19632         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19633         return 0;
19634 }
19635
19636 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19637 {
19638         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19639                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19640                 if (!btf_vmlinux)
19641                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19642                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19643         }
19644         return btf_vmlinux;
19645 }
19646
19647 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19648 {
19649         u64 start_time = ktime_get_ns();
19650         struct bpf_verifier_env *env;
19651         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19652         u32 log_true_size;
19653         bool is_priv;
19654
19655         /* no program is valid */
19656         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19657                 return -EINVAL;
19658
19659         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19660          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19661          */
19662         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19663         if (!env)
19664                 return -ENOMEM;
19665
19666         env->bt.env = env;
19667
19668         len = (*prog)->len;
19669         env->insn_aux_data =
19670                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19671         ret = -ENOMEM;
19672         if (!env->insn_aux_data)
19673                 goto err_free_env;
19674         for (i = 0; i < len; i++)
19675                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19676         env->prog = *prog;
19677         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19678         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19679         is_priv = bpf_capable();
19680
19681         bpf_get_btf_vmlinux();
19682
19683         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19684         if (!is_priv)
19685                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19686
19687         /* user could have requested verbose verifier output
19688          * and supplied buffer to store the verification trace
19689          */
19690         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19691                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19692                             attr->log_size);
19693         if (ret)
19694                 goto err_unlock;
19695
19696         mark_verifier_state_clean(env);
19697
19698         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19699                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19700                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19701                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19702                 goto skip_full_check;
19703         }
19704
19705         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19706         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19707                 env->strict_alignment = true;
19708         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19709                 env->strict_alignment = false;
19710
19711         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19712         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19713         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19714         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19715         env->bpf_capable = bpf_capable();
19716
19717         if (is_priv)
19718                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19719
19720         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19721                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19722                                        GFP_USER);
19723         ret = -ENOMEM;
19724         if (!env->explored_states)
19725                 goto skip_full_check;
19726
19727         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19728         if (ret < 0)
19729                 goto skip_full_check;
19730
19731         ret = check_subprogs(env);
19732         if (ret < 0)
19733                 goto skip_full_check;
19734
19735         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19736         if (ret < 0)
19737                 goto skip_full_check;
19738
19739         ret = check_attach_btf_id(env);
19740         if (ret)
19741                 goto skip_full_check;
19742
19743         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19744         if (ret < 0)
19745                 goto skip_full_check;
19746
19747         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19748                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19749                 if (ret)
19750                         goto skip_full_check;
19751         }
19752
19753         ret = check_cfg(env);
19754         if (ret < 0)
19755                 goto skip_full_check;
19756
19757         ret = do_check_subprogs(env);
19758         ret = ret ?: do_check_main(env);
19759
19760         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19761                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19762
19763 skip_full_check:
19764         kvfree(env->explored_states);
19765
19766         if (ret == 0)
19767                 ret = check_max_stack_depth(env);
19768
19769         /* instruction rewrites happen after this point */
19770         if (ret == 0)
19771                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19772
19773         if (is_priv) {
19774                 if (ret == 0)
19775                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19776                 if (ret == 0)
19777                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19778                 if (ret == 0)
19779                         ret = opt_remove_nops(env);
19780         } else {
19781                 if (ret == 0)
19782                         sanitize_dead_code(env);
19783         }
19784
19785         if (ret == 0)
19786                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19787                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19788
19789         if (ret == 0)
19790                 ret = do_misc_fixups(env);
19791
19792         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19793          * insns could be handled correctly.
19794          */
19795         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19796                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19797                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19798                                                                      : false;
19799         }
19800
19801         if (ret == 0)
19802                 ret = fixup_call_args(env);
19803
19804         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19805         print_verification_stats(env);
19806         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19807
19808         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19809         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19810         if (err)
19811                 ret = err;
19812
19813         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19814             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19815                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19816                 ret = -EFAULT;
19817                 goto err_release_maps;
19818         }
19819
19820         if (ret)
19821                 goto err_release_maps;
19822
19823         if (env->used_map_cnt) {
19824                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19825                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19826                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19827                                                           GFP_KERNEL);
19828
19829                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19830                         ret = -ENOMEM;
19831                         goto err_release_maps;
19832                 }
19833
19834                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19835                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19836                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19837         }
19838         if (env->used_btf_cnt) {
19839                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19840                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19841                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19842                                                           GFP_KERNEL);
19843                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19844                         ret = -ENOMEM;
19845                         goto err_release_maps;
19846                 }
19847
19848                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19849                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19850                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19851         }
19852         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19853                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19854                  * bpf_ld_imm64 instructions
19855                  */
19856                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19857         }
19858
19859         adjust_btf_func(env);
19860
19861 err_release_maps:
19862         if (!env->prog->aux->used_maps)
19863                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19864                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19865                  */
19866                 release_maps(env);
19867         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19868                 release_btfs(env);
19869
19870         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19871            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19872          */
19873         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19874                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19875
19876         *prog = env->prog;
19877 err_unlock:
19878         if (!is_priv)
19879                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19880         vfree(env->insn_aux_data);
19881 err_free_env:
19882         kfree(env);
19883         return ret;
19884 }