66b82f52b5bc980ce7015fb52283553522993b70
[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
28 #include "disasm.h"
29
30 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
31 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
32         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
33 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
34 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
35 #include <linux/bpf_types.h>
36 #undef BPF_PROG_TYPE
37 #undef BPF_MAP_TYPE
38 #undef BPF_LINK_TYPE
39 };
40
41 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
42  * instruction by instruction and updates register/stack state.
43  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
44  *
45  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
46  * It rejects the following programs:
47  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
48  * - if loop is present (detected via back-edge)
49  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
50  * - out of bounds or malformed jumps
51  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
52  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
53  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
54  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
55  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
56  *
57  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
58  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
59  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
60  * copied to R1.
61  *
62  * All registers are 64-bit.
63  * R0 - return register
64  * R1-R5 argument passing registers
65  * R6-R9 callee saved registers
66  * R10 - frame pointer read-only
67  *
68  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
69  * and has type PTR_TO_CTX.
70  *
71  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
72  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
73  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
74  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
75  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
76  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
77  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
78  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
79  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
80  *
81  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
82  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
83  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
84  *
85  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
86  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
87  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
88  *
89  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
90  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
91  *
92  * registers used to pass values to function calls are checked against
93  * function argument constraints.
94  *
95  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
96  * It means that the register type passed to this function must be
97  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
98  * 'pointer to map element key'
99  *
100  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
101  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
102  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
103  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
104  *
105  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
106  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
107  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
108  * the helper function as a pointer to map element key.
109  *
110  * On the kernel side the helper function looks like:
111  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
112  * {
113  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
114  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
115  *    void *value;
116  *
117  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
118  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
119  *    the stack of eBPF program.
120  * }
121  *
122  * Corresponding eBPF program may look like:
123  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
124  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
125  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
126  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
127  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
128  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
129  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
130  *
131  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
132  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
133  * and were initialized prior to this call.
134  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
135  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
136  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
137  * returns either pointer to map value or NULL.
138  *
139  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
140  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
141  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
142  * branch. See check_cond_jmp_op().
143  *
144  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
145  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
146  *
147  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
148  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
149  * the BPF program:
150  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
151  *
152  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
153  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
154  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
155  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
156  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
157  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
158  *
159  * For each helper function that allocates a reference, such as
160  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
161  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
162  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
163  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
164  */
165
166 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
167 struct bpf_verifier_stack_elem {
168         /* verifer state is 'st'
169          * before processing instruction 'insn_idx'
170          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
171          */
172         struct bpf_verifier_state st;
173         int insn_idx;
174         int prev_insn_idx;
175         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
176         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
177         u32 log_pos;
178 };
179
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
182
183 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
184 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
185
186 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
187 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
188                                           POISON_POINTER_DELTA))
189 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
190
191 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
192 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
193
194 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
197 }
198
199 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
202 }
203
204 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
205                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
206 {
207         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
208         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
209         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
210                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
221 }
222
223 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
226 }
227
228 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
229 {
230         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
231
232         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
233                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
234 }
235
236 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
237 {
238         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
239                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
240 }
241
242 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
243 {
244         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
245                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
246 }
247
248 struct bpf_call_arg_meta {
249         struct bpf_map *map_ptr;
250         bool raw_mode;
251         bool pkt_access;
252         u8 release_regno;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265         struct btf_field *kptr_field;
266         u8 uninit_dynptr_regno;
267 };
268
269 struct btf *btf_vmlinux;
270
271 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
272
273 static const struct bpf_line_info *
274 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
275 {
276         const struct bpf_line_info *linfo;
277         const struct bpf_prog *prog;
278         u32 i, nr_linfo;
279
280         prog = env->prog;
281         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
282
283         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
284                 return NULL;
285
286         linfo = prog->aux->linfo;
287         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
288                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
289                         break;
290
291         return &linfo[i - 1];
292 }
293
294 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
295                        va_list args)
296 {
297         unsigned int n;
298
299         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
300
301         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
302                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
306
307                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
308                 return;
309         }
310
311         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
312         log->kbuf[n] = '\0';
313         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
314                 log->len_used += n;
315         else
316                 log->ubuf = NULL;
317 }
318
319 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
320 {
321         char zero = 0;
322
323         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
324                 return;
325
326         log->len_used = new_pos;
327         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
328                 log->ubuf = NULL;
329 }
330
331 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
332  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
333  * so the user can figure out what's wrong with the program
334  */
335 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
336                                            const char *fmt, ...)
337 {
338         va_list args;
339
340         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
341                 return;
342
343         va_start(args, fmt);
344         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
345         va_end(args);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
348
349 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
350 {
351         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
352         va_list args;
353
354         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
355                 return;
356
357         va_start(args, fmt);
358         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
359         va_end(args);
360 }
361
362 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
363                             const char *fmt, ...)
364 {
365         va_list args;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         va_start(args, fmt);
371         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
372         va_end(args);
373 }
374 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
375
376 static const char *ltrim(const char *s)
377 {
378         while (isspace(*s))
379                 s++;
380
381         return s;
382 }
383
384 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
385                                          u32 insn_off,
386                                          const char *prefix_fmt, ...)
387 {
388         const struct bpf_line_info *linfo;
389
390         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
391                 return;
392
393         linfo = find_linfo(env, insn_off);
394         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
395                 return;
396
397         if (prefix_fmt) {
398                 va_list args;
399
400                 va_start(args, prefix_fmt);
401                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
402                 va_end(args);
403         }
404
405         verbose(env, "%s\n",
406                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
407                                          linfo->line_off)));
408
409         env->prev_linfo = linfo;
410 }
411
412 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
413                                    struct bpf_reg_state *reg,
414                                    struct tnum *range, const char *ctx,
415                                    const char *reg_name)
416 {
417         char tn_buf[48];
418
419         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
420         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
421                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
422                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
423         } else {
424                 verbose(env, "has unknown scalar value");
425         }
426         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
427         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
428 }
429
430 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         type = base_type(type);
433         return type == PTR_TO_PACKET ||
434                type == PTR_TO_PACKET_META;
435 }
436
437 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
438 {
439         return type == PTR_TO_SOCKET ||
440                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
443 }
444
445 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
446 {
447         return type == PTR_TO_SOCKET ||
448                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
449                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
450                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
451                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
452 }
453
454 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
455 {
456         struct btf_record *rec = NULL;
457         struct btf_struct_meta *meta;
458
459         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
460                 rec = reg->map_ptr->record;
461         } else if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
462                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
463                 if (meta)
464                         rec = meta->record;
465         }
466         return rec;
467 }
468
469 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
470 {
471         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
472 }
473
474 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
475 {
476         return type & MEM_RDONLY;
477 }
478
479 static bool type_may_be_null(u32 type)
480 {
481         return type & PTR_MAYBE_NULL;
482 }
483
484 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
485                                 const struct bpf_map *map)
486 {
487         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
488
489         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
490             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
491             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
492             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
493             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
494                 return true;
495
496         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
497             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
498              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
499                 return true;
500
501         return false;
502 }
503
504 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
505 {
506         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
507                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
508                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
509                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
510                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
511                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
512                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
513                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
514 }
515
516 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
517 {
518         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
519 }
520
521 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
522 {
523         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
524                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
525                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
526                func_id == BPF_FUNC_loop ||
527                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
528 }
529
530 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
531 {
532         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
533                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
534                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
535                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
536 }
537
538 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
539                                         const struct bpf_map *map)
540 {
541         int ref_obj_uses = 0;
542
543         if (is_ptr_cast_function(func_id))
544                 ref_obj_uses++;
545         if (is_acquire_function(func_id, map))
546                 ref_obj_uses++;
547         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
548                 ref_obj_uses++;
549
550         return ref_obj_uses > 1;
551 }
552
553 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
554 {
555         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
556                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
557                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
558 }
559
560 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
561  *
562  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
563  * statement.
564  */
565 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
566                                 enum bpf_reg_type type)
567 {
568         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
569         static const char * const str[] = {
570                 [NOT_INIT]              = "?",
571                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
572                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
573                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
574                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
575                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
576                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
577                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
578                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
579                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
580                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
581                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
582                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
583                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
584                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
585                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
586                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
587                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
588                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
589                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
590                 [PTR_TO_DYNPTR]         = "dynptr_ptr",
591         };
592
593         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
594                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
595                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
596                 else
597                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
598         }
599
600         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
601                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
602                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
603                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
604                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
605                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
606                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
607                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
608         );
609
610         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
611                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
612         return env->type_str_buf;
613 }
614
615 static char slot_type_char[] = {
616         [STACK_INVALID] = '?',
617         [STACK_SPILL]   = 'r',
618         [STACK_MISC]    = 'm',
619         [STACK_ZERO]    = '0',
620         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
621 };
622
623 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
624                            enum bpf_reg_liveness live)
625 {
626         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
627             verbose(env, "_");
628         if (live & REG_LIVE_READ)
629                 verbose(env, "r");
630         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
631                 verbose(env, "w");
632         if (live & REG_LIVE_DONE)
633                 verbose(env, "D");
634 }
635
636 static int get_spi(s32 off)
637 {
638         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
639 }
640
641 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
642 {
643         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
644
645         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
646          * within [0, allocated_stack).
647          *
648          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
649          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
650          * spi and the second slot will be at spi - 1.
651          */
652         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
653 }
654
655 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
656                                    const struct bpf_reg_state *reg)
657 {
658         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
659
660         return cur->frame[reg->frameno];
661 }
662
663 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
664 {
665         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
666 }
667
668 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
669 {
670         env->scratched_regs |= 1U << regno;
671 }
672
673 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
674 {
675         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
676 }
677
678 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
679 {
680         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
681 }
682
683 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
684 {
685         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
686 }
687
688 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
689 {
690         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
691 }
692
693 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
694 {
695         env->scratched_regs = 0U;
696         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
697 }
698
699 /* Used for printing the entire verifier state. */
700 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
701 {
702         env->scratched_regs = ~0U;
703         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
704 }
705
706 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
707 {
708         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
709         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
710                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
711         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
712                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
713         default:
714                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
715         }
716 }
717
718 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
719 {
720         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
721 }
722
723 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
724                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
725 {
726         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
727         enum bpf_dynptr_type type;
728         int spi, i, id;
729
730         spi = get_spi(reg->off);
731
732         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
733                 return -EINVAL;
734
735         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
736                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
737                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
738         }
739
740         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
741         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
742                 return -EINVAL;
743
744         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = true;
745         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = type;
746         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = type;
747
748         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
749                 /* The id is used to track proper releasing */
750                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
751                 if (id < 0)
752                         return id;
753
754                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = id;
755                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = id;
756         }
757
758         return 0;
759 }
760
761 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
762 {
763         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
764         int spi, i;
765
766         spi = get_spi(reg->off);
767
768         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
769                 return -EINVAL;
770
771         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
772                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
773                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
774         }
775
776         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
777         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
778                 release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.id);
779                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
780                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = 0;
781         }
782
783         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = false;
784         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
785         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
786
787         return 0;
788 }
789
790 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
791 {
792         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
793         int spi = get_spi(reg->off);
794         int i;
795
796         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
797                 return true;
798
799         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
800                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
801                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
802                         return false;
803         }
804
805         return true;
806 }
807
808 bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env,
809                               struct bpf_reg_state *reg)
810 {
811         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
812         int spi = get_spi(reg->off);
813         int i;
814
815         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
816             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
817                 return false;
818
819         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
820                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
821                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
822                         return false;
823         }
824
825         return true;
826 }
827
828 bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env,
829                              struct bpf_reg_state *reg,
830                              enum bpf_arg_type arg_type)
831 {
832         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
833         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
834         int spi = get_spi(reg->off);
835
836         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
837         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
838                 return true;
839
840         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
841
842         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
843 }
844
845 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
846  * it was spilled to the stack.
847  */
848 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
849 {
850         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
851 }
852
853 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
854 {
855         if (*stype != STACK_INVALID)
856                 *stype = STACK_MISC;
857 }
858
859 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
860                                  const struct bpf_func_state *state,
861                                  bool print_all)
862 {
863         const struct bpf_reg_state *reg;
864         enum bpf_reg_type t;
865         int i;
866
867         if (state->frameno)
868                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
869         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
870                 reg = &state->regs[i];
871                 t = reg->type;
872                 if (t == NOT_INIT)
873                         continue;
874                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
875                         continue;
876                 verbose(env, " R%d", i);
877                 print_liveness(env, reg->live);
878                 verbose(env, "=");
879                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
880                         verbose(env, "P");
881                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
882                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
883                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
884                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
885                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
886                 } else {
887                         const char *sep = "";
888
889                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
890                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
891                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
892                         verbose(env, "(");
893 /*
894  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
895  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
896  */
897 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
898
899                         if (reg->id)
900                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
901                         if (reg->ref_obj_id)
902                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
903                         if (t != SCALAR_VALUE)
904                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
905                         if (type_is_pkt_pointer(t))
906                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
907                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
908                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
909                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
910                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
911                                           reg->map_ptr->key_size,
912                                           reg->map_ptr->value_size);
913                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
914                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
915                                  * could be a pointer whose offset is too big
916                                  * for reg->off
917                                  */
918                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
919                         } else {
920                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
921                                     reg->smin_value != S64_MIN)
922                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
923                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
924                                     reg->smax_value != S64_MAX)
925                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
926                                 if (reg->umin_value != 0)
927                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
928                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
929                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
930                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
931                                         char tn_buf[48];
932
933                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
934                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
935                                 }
936                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
937                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
938                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
939                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
940                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
941                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
942                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
943                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
944                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
945                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
946                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
947                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
948                         }
949 #undef verbose_a
950
951                         verbose(env, ")");
952                 }
953         }
954         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
955                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
956                 bool valid = false;
957                 int j;
958
959                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
960                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
961                                 valid = true;
962                         types_buf[j] = slot_type_char[
963                                         state->stack[i].slot_type[j]];
964                 }
965                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
966                 if (!valid)
967                         continue;
968                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
969                         continue;
970                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
971                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
972                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
973                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
974                         t = reg->type;
975                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
976                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
977                                 verbose(env, "P");
978                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
979                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
980                 } else {
981                         verbose(env, "=%s", types_buf);
982                 }
983         }
984         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
985                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
986                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
987                         if (state->refs[i].id)
988                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
989         }
990         if (state->in_callback_fn)
991                 verbose(env, " cb");
992         if (state->in_async_callback_fn)
993                 verbose(env, " async_cb");
994         verbose(env, "\n");
995         mark_verifier_state_clean(env);
996 }
997
998 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
999 {
1000         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1001                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1002 }
1003
1004 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1005                              const struct bpf_func_state *state)
1006 {
1007         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
1008                 /* remove new line character */
1009                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
1010                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
1011         } else {
1012                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1013         }
1014         print_verifier_state(env, state, false);
1015 }
1016
1017 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1018  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1019  * the contents of dst.
1020  *
1021  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1022  * not be allocated.
1023  */
1024 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1025 {
1026         size_t bytes;
1027
1028         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1029                 goto out;
1030
1031         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1032                 return NULL;
1033
1034         if (ksize(dst) < ksize(src)) {
1035                 kfree(dst);
1036                 dst = kmalloc_track_caller(kmalloc_size_roundup(bytes), flags);
1037                 if (!dst)
1038                         return NULL;
1039         }
1040
1041         memcpy(dst, src, bytes);
1042 out:
1043         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1044 }
1045
1046 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1047  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1048  *
1049  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1050  */
1051 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1052 {
1053         size_t alloc_size;
1054         void *new_arr;
1055
1056         if (!new_n || old_n == new_n)
1057                 goto out;
1058
1059         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1060         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1061         if (!new_arr) {
1062                 kfree(arr);
1063                 return NULL;
1064         }
1065         arr = new_arr;
1066
1067         if (new_n > old_n)
1068                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1069
1070 out:
1071         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1072 }
1073
1074 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1075 {
1076         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1077                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1078         if (!dst->refs)
1079                 return -ENOMEM;
1080
1081         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1082         return 0;
1083 }
1084
1085 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1086 {
1087         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1088
1089         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1090                                 GFP_KERNEL);
1091         if (!dst->stack)
1092                 return -ENOMEM;
1093
1094         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1099 {
1100         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1101                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1102         if (!state->refs)
1103                 return -ENOMEM;
1104
1105         state->acquired_refs = n;
1106         return 0;
1107 }
1108
1109 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1110 {
1111         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1112
1113         if (old_n >= n)
1114                 return 0;
1115
1116         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1117         if (!state->stack)
1118                 return -ENOMEM;
1119
1120         state->allocated_stack = size;
1121         return 0;
1122 }
1123
1124 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1125  * this new pointer reference.
1126  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1127  * On failure, returns a negative errno.
1128  */
1129 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1130 {
1131         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1132         int new_ofs = state->acquired_refs;
1133         int id, err;
1134
1135         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1136         if (err)
1137                 return err;
1138         id = ++env->id_gen;
1139         state->refs[new_ofs].id = id;
1140         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1141         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1142
1143         return id;
1144 }
1145
1146 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1147 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1148 {
1149         int i, last_idx;
1150
1151         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1152         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1153                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1154                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1155                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1156                                 return -EINVAL;
1157                         if (last_idx && i != last_idx)
1158                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1159                                        sizeof(*state->refs));
1160                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1161                         state->acquired_refs--;
1162                         return 0;
1163                 }
1164         }
1165         return -EINVAL;
1166 }
1167
1168 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1169 {
1170         if (!state)
1171                 return;
1172         kfree(state->refs);
1173         kfree(state->stack);
1174         kfree(state);
1175 }
1176
1177 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1178 {
1179         kfree(state->jmp_history);
1180         state->jmp_history = NULL;
1181         state->jmp_history_cnt = 0;
1182 }
1183
1184 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1185                                 bool free_self)
1186 {
1187         int i;
1188
1189         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1190                 free_func_state(state->frame[i]);
1191                 state->frame[i] = NULL;
1192         }
1193         clear_jmp_history(state);
1194         if (free_self)
1195                 kfree(state);
1196 }
1197
1198 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1199  * when necessary to accommodate larger src stack
1200  */
1201 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1202                            const struct bpf_func_state *src)
1203 {
1204         int err;
1205
1206         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1207         err = copy_reference_state(dst, src);
1208         if (err)
1209                 return err;
1210         return copy_stack_state(dst, src);
1211 }
1212
1213 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1214                                const struct bpf_verifier_state *src)
1215 {
1216         struct bpf_func_state *dst;
1217         int i, err;
1218
1219         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1220                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1221                                             GFP_USER);
1222         if (!dst_state->jmp_history)
1223                 return -ENOMEM;
1224         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1225
1226         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1227         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1228                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1229                 dst_state->frame[i] = NULL;
1230         }
1231         dst_state->speculative = src->speculative;
1232         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1233         dst_state->curframe = src->curframe;
1234         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1235         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1236         dst_state->branches = src->branches;
1237         dst_state->parent = src->parent;
1238         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1239         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1240         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1241                 dst = dst_state->frame[i];
1242                 if (!dst) {
1243                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1244                         if (!dst)
1245                                 return -ENOMEM;
1246                         dst_state->frame[i] = dst;
1247                 }
1248                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1249                 if (err)
1250                         return err;
1251         }
1252         return 0;
1253 }
1254
1255 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1256 {
1257         while (st) {
1258                 u32 br = --st->branches;
1259
1260                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1261                  * but see comment in push_stack(), hence:
1262                  */
1263                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1264                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1265                           br);
1266                 if (br)
1267                         break;
1268                 st = st->parent;
1269         }
1270 }
1271
1272 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1273                      int *insn_idx, bool pop_log)
1274 {
1275         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1276         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1277         int err;
1278
1279         if (env->head == NULL)
1280                 return -ENOENT;
1281
1282         if (cur) {
1283                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1284                 if (err)
1285                         return err;
1286         }
1287         if (pop_log)
1288                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1289         if (insn_idx)
1290                 *insn_idx = head->insn_idx;
1291         if (prev_insn_idx)
1292                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1293         elem = head->next;
1294         free_verifier_state(&head->st, false);
1295         kfree(head);
1296         env->head = elem;
1297         env->stack_size--;
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1302                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1303                                              bool speculative)
1304 {
1305         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1306         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1307         int err;
1308
1309         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1310         if (!elem)
1311                 goto err;
1312
1313         elem->insn_idx = insn_idx;
1314         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1315         elem->next = env->head;
1316         elem->log_pos = env->log.len_used;
1317         env->head = elem;
1318         env->stack_size++;
1319         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1320         if (err)
1321                 goto err;
1322         elem->st.speculative |= speculative;
1323         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1324                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1325                         env->stack_size);
1326                 goto err;
1327         }
1328         if (elem->st.parent) {
1329                 ++elem->st.parent->branches;
1330                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1331                  * but
1332                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1333                  * instructions
1334                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1335                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1336                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1337                  * which might have large 'branches' count.
1338                  */
1339         }
1340         return &elem->st;
1341 err:
1342         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1343         env->cur_state = NULL;
1344         /* pop all elements and return */
1345         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1346         return NULL;
1347 }
1348
1349 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1350 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1351         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1352 };
1353
1354 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1355                                 struct bpf_reg_state *reg);
1356
1357 /* This helper doesn't clear reg->id */
1358 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1359 {
1360         reg->var_off = tnum_const(imm);
1361         reg->smin_value = (s64)imm;
1362         reg->smax_value = (s64)imm;
1363         reg->umin_value = imm;
1364         reg->umax_value = imm;
1365
1366         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1367         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1368         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1369         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1370 }
1371
1372 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1373  * known to have the value @imm.
1374  */
1375 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1376 {
1377         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1378         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1379                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1380         ___mark_reg_known(reg, imm);
1381 }
1382
1383 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1384 {
1385         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1386         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1387         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1388         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1389         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1390 }
1391
1392 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1393  * used only on registers holding a pointer type.
1394  */
1395 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1396 {
1397         __mark_reg_known(reg, 0);
1398 }
1399
1400 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1401 {
1402         __mark_reg_known(reg, 0);
1403         reg->type = SCALAR_VALUE;
1404 }
1405
1406 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1407                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1408 {
1409         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1410                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1411                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1412                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1413                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1414                 return;
1415         }
1416         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1417 }
1418
1419 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1420 {
1421         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1422                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1423
1424                 if (map->inner_map_meta) {
1425                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1426                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1427                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1428                          * as UID of the inner map.
1429                          */
1430                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1431                                 reg->map_uid = reg->id;
1432                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1433                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1434                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1435                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1436                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1437                 } else {
1438                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1439                 }
1440                 return;
1441         }
1442
1443         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1444 }
1445
1446 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1447 {
1448         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1449 }
1450
1451 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1452 {
1453         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1454                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1455 }
1456
1457 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1458 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1459                                     enum bpf_reg_type which)
1460 {
1461         /* The register can already have a range from prior markings.
1462          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1463          * origin.
1464          */
1465         return reg->type == which &&
1466                reg->id == 0 &&
1467                reg->off == 0 &&
1468                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1469 }
1470
1471 /* Reset the min/max bounds of a register */
1472 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1473 {
1474         reg->smin_value = S64_MIN;
1475         reg->smax_value = S64_MAX;
1476         reg->umin_value = 0;
1477         reg->umax_value = U64_MAX;
1478
1479         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1480         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1481         reg->u32_min_value = 0;
1482         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1483 }
1484
1485 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1486 {
1487         reg->smin_value = S64_MIN;
1488         reg->smax_value = S64_MAX;
1489         reg->umin_value = 0;
1490         reg->umax_value = U64_MAX;
1491 }
1492
1493 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1494 {
1495         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1496         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1497         reg->u32_min_value = 0;
1498         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1499 }
1500
1501 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1502 {
1503         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1504
1505         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1506         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1507                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1508         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1509         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1510                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1511         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1512         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1513                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1514 }
1515
1516 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1517 {
1518         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1519         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1520                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1521         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1522         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1523                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1524         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1525         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1526                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1527 }
1528
1529 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1530 {
1531         __update_reg32_bounds(reg);
1532         __update_reg64_bounds(reg);
1533 }
1534
1535 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1536 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1537 {
1538         /* Learn sign from signed bounds.
1539          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1540          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1541          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1542          */
1543         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1544                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1545                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1546                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1547                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1548                 return;
1549         }
1550         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1551          * boundary, so we must be careful.
1552          */
1553         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1554                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1555                  * is positive, hence safe.
1556                  */
1557                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1558                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1559                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1560         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1561                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1562                  * is negative, hence safe.
1563                  */
1564                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1565                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1566                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1567         }
1568 }
1569
1570 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1571 {
1572         /* Learn sign from signed bounds.
1573          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1574          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1575          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1576          */
1577         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1578                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1579                                                           reg->umin_value);
1580                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1581                                                           reg->umax_value);
1582                 return;
1583         }
1584         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1585          * boundary, so we must be careful.
1586          */
1587         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1588                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1589                  * is positive, hence safe.
1590                  */
1591                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1592                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1593                                                           reg->umax_value);
1594         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1595                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1596                  * is negative, hence safe.
1597                  */
1598                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1599                                                           reg->umin_value);
1600                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1601         }
1602 }
1603
1604 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1605 {
1606         __reg32_deduce_bounds(reg);
1607         __reg64_deduce_bounds(reg);
1608 }
1609
1610 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1611 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1612 {
1613         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1614                                                tnum_range(reg->umin_value,
1615                                                           reg->umax_value));
1616         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1617                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1618                                                            reg->u32_max_value));
1619
1620         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1621 }
1622
1623 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1624 {
1625         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1626         __update_reg_bounds(reg);
1627         /* We might have learned something about the sign bit. */
1628         __reg_deduce_bounds(reg);
1629         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1630         __reg_bound_offset(reg);
1631         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1632          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1633          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1634          */
1635         __update_reg_bounds(reg);
1636 }
1637
1638 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1639 {
1640         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1641 }
1642
1643 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1644 {
1645         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1646         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1647
1648         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1649          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1650          * from tnum.
1651          */
1652         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1653             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1654                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1655                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1656         } else {
1657                 reg->smin_value = 0;
1658                 reg->smax_value = U32_MAX;
1659         }
1660 }
1661
1662 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1663 {
1664         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1665          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1666          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1667          */
1668         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1669                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1670         } else {
1671                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1672                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1673                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1674                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1675                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1676                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1677                  */
1678                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1679         }
1680         reg_bounds_sync(reg);
1681 }
1682
1683 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1684 {
1685         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1686 }
1687
1688 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1689 {
1690         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1691 }
1692
1693 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1694 {
1695         __mark_reg32_unbounded(reg);
1696         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1697                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1698                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1699         }
1700         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1701                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1702                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1703         }
1704         reg_bounds_sync(reg);
1705 }
1706
1707 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1708 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1709                                struct bpf_reg_state *reg)
1710 {
1711         /*
1712          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1713          * padding between 'type' and union
1714          */
1715         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1716         reg->type = SCALAR_VALUE;
1717         reg->var_off = tnum_unknown;
1718         reg->frameno = 0;
1719         reg->precise = !env->bpf_capable;
1720         __mark_reg_unbounded(reg);
1721 }
1722
1723 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1724                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1725 {
1726         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1727                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1728                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1729                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1730                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1731                 return;
1732         }
1733         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1734 }
1735
1736 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1737                                 struct bpf_reg_state *reg)
1738 {
1739         __mark_reg_unknown(env, reg);
1740         reg->type = NOT_INIT;
1741 }
1742
1743 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1744                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1745 {
1746         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1747                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1748                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1749                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1750                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1751                 return;
1752         }
1753         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1754 }
1755
1756 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1757                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1758                             enum bpf_reg_type reg_type,
1759                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1760                             enum bpf_type_flag flag)
1761 {
1762         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1763                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1764                 return;
1765         }
1766         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1767         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1768         regs[regno].btf = btf;
1769         regs[regno].btf_id = btf_id;
1770 }
1771
1772 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1773 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1774                            struct bpf_func_state *state)
1775 {
1776         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1777         int i;
1778
1779         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1780                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1781                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1782                 regs[i].parent = NULL;
1783                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1784         }
1785
1786         /* frame pointer */
1787         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1788         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1789         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1790 }
1791
1792 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1793 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1794                             struct bpf_func_state *state,
1795                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1796 {
1797         state->callsite = callsite;
1798         state->frameno = frameno;
1799         state->subprogno = subprogno;
1800         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
1801         init_reg_state(env, state);
1802         mark_verifier_state_scratched(env);
1803 }
1804
1805 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1806 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1807                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1808                                                 int subprog)
1809 {
1810         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1811         struct bpf_func_state *frame;
1812
1813         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1814         if (!elem)
1815                 goto err;
1816
1817         elem->insn_idx = insn_idx;
1818         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1819         elem->next = env->head;
1820         elem->log_pos = env->log.len_used;
1821         env->head = elem;
1822         env->stack_size++;
1823         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1824                 verbose(env,
1825                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1826                         env->stack_size);
1827                 goto err;
1828         }
1829         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1830          * The caller state doesn't matter.
1831          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1832          * Initialize it similar to do_check_common().
1833          */
1834         elem->st.branches = 1;
1835         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1836         if (!frame)
1837                 goto err;
1838         init_func_state(env, frame,
1839                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1840                         0 /* frameno within this callchain */,
1841                         subprog /* subprog number within this prog */);
1842         elem->st.frame[0] = frame;
1843         return &elem->st;
1844 err:
1845         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1846         env->cur_state = NULL;
1847         /* pop all elements and return */
1848         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1849         return NULL;
1850 }
1851
1852
1853 enum reg_arg_type {
1854         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1855         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1856         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1857 };
1858
1859 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1860 {
1861         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1862                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1863 }
1864
1865 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1866 {
1867         struct bpf_subprog_info *p;
1868
1869         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1870                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1871         if (!p)
1872                 return -ENOENT;
1873         return p - env->subprog_info;
1874
1875 }
1876
1877 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1878 {
1879         int insn_cnt = env->prog->len;
1880         int ret;
1881
1882         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1883                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1884                 return -EINVAL;
1885         }
1886         ret = find_subprog(env, off);
1887         if (ret >= 0)
1888                 return ret;
1889         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1890                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1891                 return -E2BIG;
1892         }
1893         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1894         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1895         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1896              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1897         return env->subprog_cnt - 1;
1898 }
1899
1900 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1901 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1902
1903 struct bpf_kfunc_desc {
1904         struct btf_func_model func_model;
1905         u32 func_id;
1906         s32 imm;
1907         u16 offset;
1908 };
1909
1910 struct bpf_kfunc_btf {
1911         struct btf *btf;
1912         struct module *module;
1913         u16 offset;
1914 };
1915
1916 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1917         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1918         u32 nr_descs;
1919 };
1920
1921 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1922         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1923         u32 nr_descs;
1924 };
1925
1926 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1927 {
1928         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1929         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1930
1931         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1932         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1933 }
1934
1935 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1936 {
1937         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1938         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1939
1940         return d0->offset - d1->offset;
1941 }
1942
1943 static const struct bpf_kfunc_desc *
1944 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1945 {
1946         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1947                 .func_id = func_id,
1948                 .offset = offset,
1949         };
1950         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1951
1952         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1953         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1954                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1955 }
1956
1957 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1958                                          s16 offset)
1959 {
1960         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
1961         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
1962         struct bpf_kfunc_btf *b;
1963         struct module *mod;
1964         struct btf *btf;
1965         int btf_fd;
1966
1967         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
1968         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
1969                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
1970         if (!b) {
1971                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
1972                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
1973                         return ERR_PTR(-E2BIG);
1974                 }
1975
1976                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
1977                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
1978                         return ERR_PTR(-EPROTO);
1979                 }
1980
1981                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
1982                                             offset * sizeof(btf_fd),
1983                                             sizeof(btf_fd)))
1984                         return ERR_PTR(-EFAULT);
1985
1986                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
1987                 if (IS_ERR(btf)) {
1988                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
1989                         return btf;
1990                 }
1991
1992                 if (!btf_is_module(btf)) {
1993                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
1994                         btf_put(btf);
1995                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1996                 }
1997
1998                 mod = btf_try_get_module(btf);
1999                 if (!mod) {
2000                         btf_put(btf);
2001                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2002                 }
2003
2004                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2005                 b->btf = btf;
2006                 b->module = mod;
2007                 b->offset = offset;
2008
2009                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2010                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2011         }
2012         return b->btf;
2013 }
2014
2015 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2016 {
2017         if (!tab)
2018                 return;
2019
2020         while (tab->nr_descs--) {
2021                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2022                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2023         }
2024         kfree(tab);
2025 }
2026
2027 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2028 {
2029         if (offset) {
2030                 if (offset < 0) {
2031                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2032                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2033                          */
2034                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2035                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2036                 }
2037
2038                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2039         }
2040         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2041 }
2042
2043 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2044 {
2045         const struct btf_type *func, *func_proto;
2046         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2047         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2048         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2049         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2050         const char *func_name;
2051         struct btf *desc_btf;
2052         unsigned long call_imm;
2053         unsigned long addr;
2054         int err;
2055
2056         prog_aux = env->prog->aux;
2057         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2058         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2059         if (!tab) {
2060                 if (!btf_vmlinux) {
2061                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2062                         return -ENOTSUPP;
2063                 }
2064
2065                 if (!env->prog->jit_requested) {
2066                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2067                         return -ENOTSUPP;
2068                 }
2069
2070                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2071                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2072                         return -ENOTSUPP;
2073                 }
2074
2075                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2076                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2077                         return -EINVAL;
2078                 }
2079
2080                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2081                 if (!tab)
2082                         return -ENOMEM;
2083                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2084         }
2085
2086         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2087          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2088          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2089          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2090          * for such calls.
2091          */
2092         if (!func_id && !offset)
2093                 return 0;
2094
2095         if (!btf_tab && offset) {
2096                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2097                 if (!btf_tab)
2098                         return -ENOMEM;
2099                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2100         }
2101
2102         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2103         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2104                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2105                 return PTR_ERR(desc_btf);
2106         }
2107
2108         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2109                 return 0;
2110
2111         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2112                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2113                 return -E2BIG;
2114         }
2115
2116         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2117         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2118                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2119                         func_id);
2120                 return -EINVAL;
2121         }
2122         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2123         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2124                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2125                         func_id);
2126                 return -EINVAL;
2127         }
2128
2129         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2130         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2131         if (!addr) {
2132                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2133                         func_name);
2134                 return -EINVAL;
2135         }
2136
2137         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2138         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2139         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2140                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2141                         func_name);
2142                 return -EINVAL;
2143         }
2144
2145         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2146         desc->func_id = func_id;
2147         desc->imm = call_imm;
2148         desc->offset = offset;
2149         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2150                                      func_proto, func_name,
2151                                      &desc->func_model);
2152         if (!err)
2153                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2154                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2155         return err;
2156 }
2157
2158 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2159 {
2160         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2161         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2162
2163         if (d0->imm > d1->imm)
2164                 return 1;
2165         else if (d0->imm < d1->imm)
2166                 return -1;
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2171 {
2172         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2173
2174         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2175         if (!tab)
2176                 return;
2177
2178         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2179              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2180 }
2181
2182 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2183 {
2184         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2185 }
2186
2187 const struct btf_func_model *
2188 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2189                          const struct bpf_insn *insn)
2190 {
2191         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2192                 .imm = insn->imm,
2193         };
2194         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2195         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2196
2197         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2198         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2199                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2200
2201         return res ? &res->func_model : NULL;
2202 }
2203
2204 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2205 {
2206         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2207         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2208         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2209
2210         /* Add entry function. */
2211         ret = add_subprog(env, 0);
2212         if (ret)
2213                 return ret;
2214
2215         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2216                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2217                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2218                         continue;
2219
2220                 if (!env->bpf_capable) {
2221                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2222                         return -EPERM;
2223                 }
2224
2225                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2226                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2227                 else
2228                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2229
2230                 if (ret < 0)
2231                         return ret;
2232         }
2233
2234         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2235          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2236          */
2237         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2238
2239         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2240                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2241                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2242
2243         return 0;
2244 }
2245
2246 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2247 {
2248         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2249         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2250         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2251         int insn_cnt = env->prog->len;
2252
2253         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2254         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2255         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2256         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2257                 u8 code = insn[i].code;
2258
2259                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2260                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2261                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2262                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2263                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2264                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2265                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2266                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2267                         goto next;
2268                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2269                         goto next;
2270                 off = i + insn[i].off + 1;
2271                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2272                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2273                         return -EINVAL;
2274                 }
2275 next:
2276                 if (i == subprog_end - 1) {
2277                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2278                          * the last insn of the subprog should be either exit
2279                          * or unconditional jump back
2280                          */
2281                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2282                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2283                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2284                                 return -EINVAL;
2285                         }
2286                         subprog_start = subprog_end;
2287                         cur_subprog++;
2288                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2289                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2290                 }
2291         }
2292         return 0;
2293 }
2294
2295 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2296  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2297  */
2298 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2299                          const struct bpf_reg_state *state,
2300                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2301 {
2302         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2303         int cnt = 0;
2304
2305         while (parent) {
2306                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2307                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2308                         break;
2309                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2310                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2311                                 reg_type_str(env, parent->type),
2312                                 parent->var_off.value, parent->off);
2313                         return -EFAULT;
2314                 }
2315                 /* The first condition is more likely to be true than the
2316                  * second, checked it first.
2317                  */
2318                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2319                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2320                         /* The parentage chain never changes and
2321                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2322                          * There is no need to keep walking the chain again and
2323                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2324                          * This case happens when the same register is read
2325                          * multiple times without writes into it in-between.
2326                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2327                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2328                          */
2329                         break;
2330                 /* ... then we depend on parent's value */
2331                 parent->live |= flag;
2332                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2333                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2334                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2335                 state = parent;
2336                 parent = state->parent;
2337                 writes = true;
2338                 cnt++;
2339         }
2340
2341         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2342                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2343         return 0;
2344 }
2345
2346 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2347  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2348  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2349  */
2350 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2351                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2352 {
2353         u8 code, class, op;
2354
2355         code = insn->code;
2356         class = BPF_CLASS(code);
2357         op = BPF_OP(code);
2358         if (class == BPF_JMP) {
2359                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2360                  * conservatively.
2361                  */
2362                 if (op == BPF_EXIT)
2363                         return true;
2364                 if (op == BPF_CALL) {
2365                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2366                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2367                          * don't care the register def because they are anyway
2368                          * marked as NOT_INIT already.
2369                          */
2370                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2371                                 return false;
2372                         /* Helper call will reach here because of arg type
2373                          * check, conservatively return TRUE.
2374                          */
2375                         if (t == SRC_OP)
2376                                 return true;
2377
2378                         return false;
2379                 }
2380         }
2381
2382         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2383             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2384             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2385                 return true;
2386
2387         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2388                 return false;
2389
2390         if (class == BPF_LDX) {
2391                 if (t != SRC_OP)
2392                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2393                 /* LDX source must be ptr. */
2394                 return true;
2395         }
2396
2397         if (class == BPF_STX) {
2398                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2399                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2400                  * asking about it.
2401                  */
2402                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2403                         return true;
2404                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2405         }
2406
2407         if (class == BPF_LD) {
2408                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2409
2410                 /* LD_IMM64 */
2411                 if (mode == BPF_IMM)
2412                         return true;
2413
2414                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2415                 if (t != SRC_OP)
2416                         return  false;
2417
2418                 /* Implicit ctx ptr. */
2419                 if (regno == BPF_REG_6)
2420                         return true;
2421
2422                 /* Explicit source could be any width. */
2423                 return true;
2424         }
2425
2426         if (class == BPF_ST)
2427                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2428                 return true;
2429
2430         /* Conservatively return true at default. */
2431         return true;
2432 }
2433
2434 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2435 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2436 {
2437         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2438         case BPF_JMP:
2439         case BPF_JMP32:
2440         case BPF_ST:
2441                 return -1;
2442         case BPF_STX:
2443                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2444                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2445                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2446                                 return BPF_REG_0;
2447                         else
2448                                 return insn->src_reg;
2449                 } else {
2450                         return -1;
2451                 }
2452         default:
2453                 return insn->dst_reg;
2454         }
2455 }
2456
2457 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2458 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2459 {
2460         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2461
2462         if (dst_reg == -1)
2463                 return false;
2464
2465         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2466 }
2467
2468 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2469                            struct bpf_reg_state *reg)
2470 {
2471         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2472
2473         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2474                 return;
2475
2476         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2477         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2478         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2479 }
2480
2481 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2482                          enum reg_arg_type t)
2483 {
2484         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2485         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2486         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2487         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2488         bool rw64;
2489
2490         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2491                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2492                 return -EINVAL;
2493         }
2494
2495         mark_reg_scratched(env, regno);
2496
2497         reg = &regs[regno];
2498         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2499         if (t == SRC_OP) {
2500                 /* check whether register used as source operand can be read */
2501                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2502                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2503                         return -EACCES;
2504                 }
2505                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2506                 if (regno == BPF_REG_FP)
2507                         return 0;
2508
2509                 if (rw64)
2510                         mark_insn_zext(env, reg);
2511
2512                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2513                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2514         } else {
2515                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2516                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2517                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2518                         return -EACCES;
2519                 }
2520                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2521                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2522                 if (t == DST_OP)
2523                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2524         }
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2529 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2530                             struct bpf_verifier_state *cur)
2531 {
2532         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2533         struct bpf_idx_pair *p;
2534         size_t alloc_size;
2535
2536         cnt++;
2537         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
2538         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
2539         if (!p)
2540                 return -ENOMEM;
2541         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2542         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2543         cur->jmp_history = p;
2544         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2545         return 0;
2546 }
2547
2548 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2549  * history then previous instruction came from straight line execution.
2550  */
2551 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2552                              u32 *history)
2553 {
2554         u32 cnt = *history;
2555
2556         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2557                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2558                 (*history)--;
2559         } else {
2560                 i--;
2561         }
2562         return i;
2563 }
2564
2565 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2566 {
2567         const struct btf_type *func;
2568         struct btf *desc_btf;
2569
2570         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2571                 return NULL;
2572
2573         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2574         if (IS_ERR(desc_btf))
2575                 return "<error>";
2576
2577         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2578         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2579 }
2580
2581 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2582  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2583  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2584  */
2585 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2586                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2587 {
2588         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2589                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2590                 .cb_print       = verbose,
2591                 .private_data   = env,
2592         };
2593         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2594         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2595         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2596         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2597         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2598         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2599         u32 spi;
2600
2601         if (insn->code == 0)
2602                 return 0;
2603         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2604                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2605                 verbose(env, "%d: ", idx);
2606                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2607         }
2608
2609         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2610                 if (!(*reg_mask & dreg))
2611                         return 0;
2612                 if (opcode == BPF_MOV) {
2613                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2614                                 /* dreg = sreg
2615                                  * dreg needs precision after this insn
2616                                  * sreg needs precision before this insn
2617                                  */
2618                                 *reg_mask &= ~dreg;
2619                                 *reg_mask |= sreg;
2620                         } else {
2621                                 /* dreg = K
2622                                  * dreg needs precision after this insn.
2623                                  * Corresponding register is already marked
2624                                  * as precise=true in this verifier state.
2625                                  * No further markings in parent are necessary
2626                                  */
2627                                 *reg_mask &= ~dreg;
2628                         }
2629                 } else {
2630                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2631                                 /* dreg += sreg
2632                                  * both dreg and sreg need precision
2633                                  * before this insn
2634                                  */
2635                                 *reg_mask |= sreg;
2636                         } /* else dreg += K
2637                            * dreg still needs precision before this insn
2638                            */
2639                 }
2640         } else if (class == BPF_LDX) {
2641                 if (!(*reg_mask & dreg))
2642                         return 0;
2643                 *reg_mask &= ~dreg;
2644
2645                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2646                  * Load from any other memory can be zero extended.
2647                  * The desire to keep that precision is already indicated
2648                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2649                  * No further tracking necessary.
2650                  */
2651                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2652                         return 0;
2653
2654                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2655                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2656                  * tracked with precision
2657                  */
2658                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2659                 if (spi >= 64) {
2660                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2661                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2662                         return -EFAULT;
2663                 }
2664                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2665         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2666                 if (*reg_mask & dreg)
2667                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2668                          * to access memory. It means backtracking
2669                          * encountered a case of pointer subtraction.
2670                          */
2671                         return -ENOTSUPP;
2672                 /* scalars can only be spilled into stack */
2673                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2674                         return 0;
2675                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2676                 if (spi >= 64) {
2677                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2678                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2679                         return -EFAULT;
2680                 }
2681                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2682                         return 0;
2683                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2684                 if (class == BPF_STX)
2685                         *reg_mask |= sreg;
2686         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2687                 if (opcode == BPF_CALL) {
2688                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2689                                 return -ENOTSUPP;
2690                         /* BPF helpers that invoke callback subprogs are
2691                          * equivalent to BPF_PSEUDO_CALL above
2692                          */
2693                         if (insn->src_reg == 0 && is_callback_calling_function(insn->imm))
2694                                 return -ENOTSUPP;
2695                         /* regular helper call sets R0 */
2696                         *reg_mask &= ~1;
2697                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2698                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2699                                  * they should have been found already.
2700                                  */
2701                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2702                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2703                                 return -EFAULT;
2704                         }
2705                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2706                         return -ENOTSUPP;
2707                 }
2708         } else if (class == BPF_LD) {
2709                 if (!(*reg_mask & dreg))
2710                         return 0;
2711                 *reg_mask &= ~dreg;
2712                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2713                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2714                  * into parent is necessary
2715                  */
2716                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2717                         /* to be analyzed */
2718                         return -ENOTSUPP;
2719         }
2720         return 0;
2721 }
2722
2723 /* the scalar precision tracking algorithm:
2724  * . at the start all registers have precise=false.
2725  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2726  * . once precise value of the scalar register is used in:
2727  *   .  ptr + scalar alu
2728  *   . if (scalar cond K|scalar)
2729  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2730  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2731  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2732  *   should be precise.
2733  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2734  *   are equivalent if both are not precise.
2735  *
2736  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2737  * since many different registers and stack slots could have been
2738  * used to compute single precise scalar.
2739  *
2740  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2741  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2742  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2743  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2744  *
2745  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2746  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2747  * All other branches will be explored for needing precision later.
2748  *
2749  * The backtracking needs to deal with cases like:
2750  *   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)
2751  * r9 -= r8
2752  * r5 = r9
2753  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2754  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2755  * r5 += 1
2756  * ...
2757  * call bpf_perf_event_output#25
2758  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2759  *
2760  * and this case:
2761  * r6 = 1
2762  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2763  * r0 += r6
2764  * if r0 == 0 goto
2765  *
2766  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2767  *
2768  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2769  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2770  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2771  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2772  *
2773  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2774  */
2775 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2776                                      struct bpf_verifier_state *st)
2777 {
2778         struct bpf_func_state *func;
2779         struct bpf_reg_state *reg;
2780         int i, j;
2781
2782         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2783          * pop_stack may still get !precise scalars.
2784          * We also skip current state and go straight to first parent state,
2785          * because precision markings in current non-checkpointed state are
2786          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
2787          */
2788         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
2789                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2790                         func = st->frame[i];
2791                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2792                                 reg = &func->regs[j];
2793                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2794                                         continue;
2795                                 reg->precise = true;
2796                         }
2797                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2798                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2799                                         continue;
2800                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2801                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2802                                         continue;
2803                                 reg->precise = true;
2804                         }
2805                 }
2806         }
2807 }
2808
2809 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
2810 {
2811         struct bpf_func_state *func;
2812         struct bpf_reg_state *reg;
2813         int i, j;
2814
2815         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2816                 func = st->frame[i];
2817                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2818                         reg = &func->regs[j];
2819                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2820                                 continue;
2821                         reg->precise = false;
2822                 }
2823                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2824                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2825                                 continue;
2826                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2827                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2828                                 continue;
2829                         reg->precise = false;
2830                 }
2831         }
2832 }
2833
2834 /*
2835  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
2836  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
2837  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
2838  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
2839  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
2840  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
2841  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
2842  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
2843  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
2844  * precise.
2845  *
2846  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
2847  * the currently verified state (current state). It is important to understand
2848  * why this is the case.
2849  *
2850  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
2851  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
2852  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
2853  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
2854  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
2855  * into one or more children states.
2856  *
2857  * In the former case, precise markings in current state are completely
2858  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
2859  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
2860  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
2861  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
2862  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
2863  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
2864  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
2865  * important to realize that in this case, even after marking current state
2866  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
2867  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
2868  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
2869  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
2870  * markings set or not.
2871  *
2872  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
2873  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
2874  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
2875  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
2876  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
2877  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
2878  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
2879  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
2880  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
2881  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
2882  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
2883  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
2884  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
2885  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
2886  * they have no more active children state, state comparison logic in
2887  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
2888  * required for correctness.
2889  *
2890  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
2891  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
2892  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
2893  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
2894  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
2895  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
2896  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
2897  * matter, current state can be discarded because from that instruction
2898  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
2899  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
2900  * forget the history of how we got here.
2901  *
2902  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
2903  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
2904  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
2905  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
2906  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
2907  * not set precise marking in current state. If no child state requires
2908  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
2909  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
2910  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
2911  * propagation from child state to parent states.
2912  *
2913  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
2914  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
2915  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
2916  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
2917  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
2918  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
2919  * finalized states which help in short circuiting more future states.
2920  */
2921 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno,
2922                                   int spi)
2923 {
2924         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2925         int first_idx = st->first_insn_idx;
2926         int last_idx = env->insn_idx;
2927         struct bpf_func_state *func;
2928         struct bpf_reg_state *reg;
2929         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2930         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2931         bool skip_first = true;
2932         bool new_marks = false;
2933         int i, err;
2934
2935         if (!env->bpf_capable)
2936                 return 0;
2937
2938         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
2939          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
2940          * tracking in the current state is unnecessary.
2941          */
2942         func = st->frame[frame];
2943         if (regno >= 0) {
2944                 reg = &func->regs[regno];
2945                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2946                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2947                         return -EFAULT;
2948                 }
2949                 new_marks = true;
2950         }
2951
2952         while (spi >= 0) {
2953                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
2954                         stack_mask = 0;
2955                         break;
2956                 }
2957                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2958                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2959                         stack_mask = 0;
2960                         break;
2961                 }
2962                 new_marks = true;
2963                 break;
2964         }
2965
2966         if (!new_marks)
2967                 return 0;
2968         if (!reg_mask && !stack_mask)
2969                 return 0;
2970
2971         for (;;) {
2972                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2973                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2974
2975                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2976                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2977
2978                 if (last_idx < 0) {
2979                         /* we are at the entry into subprog, which
2980                          * is expected for global funcs, but only if
2981                          * requested precise registers are R1-R5
2982                          * (which are global func's input arguments)
2983                          */
2984                         if (st->curframe == 0 &&
2985                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
2986                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
2987                             stack_mask == 0 && (reg_mask & ~0x3e) == 0) {
2988                                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2989                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2990                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
2991                                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2992                                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2993                                                 continue;
2994                                         }
2995                                         reg->precise = true;
2996                                 }
2997                                 return 0;
2998                         }
2999
3000                         verbose(env, "BUG backtracing func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
3001                                 st->frame[0]->subprogno, reg_mask, stack_mask);
3002                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3003                         return -EFAULT;
3004                 }
3005
3006                 for (i = last_idx;;) {
3007                         if (skip_first) {
3008                                 err = 0;
3009                                 skip_first = false;
3010                         } else {
3011                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
3012                         }
3013                         if (err == -ENOTSUPP) {
3014                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3015                                 return 0;
3016                         } else if (err) {
3017                                 return err;
3018                         }
3019                         if (!reg_mask && !stack_mask)
3020                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
3021                                  * Since this state is already marked, just return.
3022                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
3023                                  */
3024                                 return 0;
3025                         if (i == first_idx)
3026                                 break;
3027                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
3028                         if (i >= env->prog->len) {
3029                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
3030                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
3031                                  * to backtrack.
3032                                  * It means the backtracking missed the spot where
3033                                  * particular register was initialized with a constant.
3034                                  */
3035                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
3036                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3037                                 return -EFAULT;
3038                         }
3039                 }
3040                 st = st->parent;
3041                 if (!st)
3042                         break;
3043
3044                 new_marks = false;
3045                 func = st->frame[frame];
3046                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3047                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3048                         reg = &func->regs[i];
3049                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3050                                 reg_mask &= ~(1u << i);
3051                                 continue;
3052                         }
3053                         if (!reg->precise)
3054                                 new_marks = true;
3055                         reg->precise = true;
3056                 }
3057
3058                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3059                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3060                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
3061                                 /* the sequence of instructions:
3062                                  * 2: (bf) r3 = r10
3063                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
3064                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
3065                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
3066                                  * as a single block.
3067                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
3068                                  * stack access, so at the end of backtracking
3069                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
3070                                  * However the parent state may not have accessed
3071                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
3072                                  * In such case fallback to conservative.
3073                                  */
3074                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
3075                                 return 0;
3076                         }
3077
3078                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
3079                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3080                                 continue;
3081                         }
3082                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3083                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3084                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
3085                                 continue;
3086                         }
3087                         if (!reg->precise)
3088                                 new_marks = true;
3089                         reg->precise = true;
3090                 }
3091                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3092                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
3093                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
3094                                 reg_mask, stack_mask);
3095                         print_verifier_state(env, func, true);
3096                 }
3097
3098                 if (!reg_mask && !stack_mask)
3099                         break;
3100                 if (!new_marks)
3101                         break;
3102
3103                 last_idx = st->last_insn_idx;
3104                 first_idx = st->first_insn_idx;
3105         }
3106         return 0;
3107 }
3108
3109 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3110 {
3111         return __mark_chain_precision(env, env->cur_state->curframe, regno, -1);
3112 }
3113
3114 static int mark_chain_precision_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int regno)
3115 {
3116         return __mark_chain_precision(env, frame, regno, -1);
3117 }
3118
3119 static int mark_chain_precision_stack_frame(struct bpf_verifier_env *env, int frame, int spi)
3120 {
3121         return __mark_chain_precision(env, frame, -1, spi);
3122 }
3123
3124 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
3125 {
3126         switch (base_type(type)) {
3127         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3128         case PTR_TO_STACK:
3129         case PTR_TO_CTX:
3130         case PTR_TO_PACKET:
3131         case PTR_TO_PACKET_META:
3132         case PTR_TO_PACKET_END:
3133         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
3134         case CONST_PTR_TO_MAP:
3135         case PTR_TO_SOCKET:
3136         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
3137         case PTR_TO_TCP_SOCK:
3138         case PTR_TO_XDP_SOCK:
3139         case PTR_TO_BTF_ID:
3140         case PTR_TO_BUF:
3141         case PTR_TO_MEM:
3142         case PTR_TO_FUNC:
3143         case PTR_TO_MAP_KEY:
3144                 return true;
3145         default:
3146                 return false;
3147         }
3148 }
3149
3150 /* Does this register contain a constant zero? */
3151 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
3152 {
3153         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
3154 }
3155
3156 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
3157 {
3158         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
3159 }
3160
3161 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
3162 {
3163         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
3164                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
3165                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
3166                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
3167                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
3168 }
3169
3170 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
3171 {
3172         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
3173 }
3174
3175 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
3176                                const struct bpf_reg_state *reg)
3177 {
3178         if (allow_ptr_leaks)
3179                 return false;
3180
3181         return reg->type != SCALAR_VALUE;
3182 }
3183
3184 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
3185                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3186                                 int size)
3187 {
3188         int i;
3189
3190         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
3191         if (size == BPF_REG_SIZE)
3192                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3193
3194         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3195                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3196
3197         /* size < 8 bytes spill */
3198         for (; i; i--)
3199                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3200 }
3201
3202 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3203  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3204  */
3205 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3206                                        /* stack frame we're writing to */
3207                                        struct bpf_func_state *state,
3208                                        int off, int size, int value_regno,
3209                                        int insn_idx)
3210 {
3211         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3212         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3213         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3214         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3215
3216         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3217         if (err)
3218                 return err;
3219         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3220          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3221          */
3222         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3223             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3224             size != BPF_REG_SIZE) {
3225                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3226                 return -EACCES;
3227         }
3228
3229         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3230         if (value_regno >= 0)
3231                 reg = &cur->regs[value_regno];
3232         if (!env->bypass_spec_v4) {
3233                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3234
3235                 for (i = 0; i < size; i++) {
3236                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3237                                 sanitize = true;
3238                                 break;
3239                         }
3240                 }
3241
3242                 if (sanitize)
3243                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3244         }
3245
3246         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3247         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3248             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3249                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3250                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3251                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3252                          * scalar via different register has to be conservative.
3253                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3254                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3255                          */
3256                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3257                         if (err)
3258                                 return err;
3259                 }
3260                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3261         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3262                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3263                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3264                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3265                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3266                         return -EACCES;
3267                 }
3268                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3269                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3270                         return -EINVAL;
3271                 }
3272                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3273         } else {
3274                 u8 type = STACK_MISC;
3275
3276                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3277                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3278                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3279                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3280                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3281                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3282
3283                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3284                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3285                  * when stack slots are partially written.
3286                  * This heuristic means that read propagation will be
3287                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3288                  * to stack slots all the way to first state when programs
3289                  * writes+reads less than 8 bytes
3290                  */
3291                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3292                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3293
3294                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3295                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3296                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3297                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3298                         if (err)
3299                                 return err;
3300                         type = STACK_ZERO;
3301                 }
3302
3303                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3304                 for (i = 0; i < size; i++)
3305                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3306                                 type;
3307         }
3308         return 0;
3309 }
3310
3311 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3312  * known to contain a variable offset.
3313  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3314  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3315  * dynamic range is potentially written to.
3316  *
3317  * 'off' includes 'regno->off'.
3318  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3319  * the stack.
3320  *
3321  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3322  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3323  * future reads cannot be terminated by this write.
3324  *
3325  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3326  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3327  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3328  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3329  */
3330 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3331                                      /* func where register points to */
3332                                      struct bpf_func_state *state,
3333                                      int ptr_regno, int off, int size,
3334                                      int value_regno, int insn_idx)
3335 {
3336         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3337         int min_off, max_off;
3338         int i, err;
3339         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3340         bool writing_zero = false;
3341         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3342          * stack slots remain STACK_ZERO
3343          */
3344         bool zero_used = false;
3345
3346         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3347         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3348         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3349         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3350         if (value_regno >= 0)
3351                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3352         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3353                 writing_zero = true;
3354
3355         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3356         if (err)
3357                 return err;
3358
3359
3360         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3361         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3362                 u8 new_type, *stype;
3363                 int slot, spi;
3364
3365                 slot = -i - 1;
3366                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3367                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3368                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3369
3370                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
3371                         /* Reject the write if range we may write to has not
3372                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
3373                          * here, the ptr status would be erased below (even
3374                          * though not all slots are actually overwritten),
3375                          * possibly opening the door to leaks.
3376                          *
3377                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
3378                          * only allow reading possibly uninitialized memory
3379                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
3380                          * that slot.
3381                          */
3382                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3383                                 insn_idx, i);
3384                         return -EINVAL;
3385                 }
3386
3387                 /* Erase all spilled pointers. */
3388                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3389
3390                 /* Update the slot type. */
3391                 new_type = STACK_MISC;
3392                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3393                         new_type = STACK_ZERO;
3394                         zero_used = true;
3395                 }
3396                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3397                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3398                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3399                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3400                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3401                  * that may or may not be written because, if we're reject
3402                  * them, the error would be too confusing.
3403                  */
3404                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3405                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3406                                         insn_idx, i);
3407                         return -EINVAL;
3408                 }
3409                 *stype = new_type;
3410         }
3411         if (zero_used) {
3412                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3413                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3414                 if (err)
3415                         return err;
3416         }
3417         return 0;
3418 }
3419
3420 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3421  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3422  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3423  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3424  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3425  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3426  * read.
3427  */
3428 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3429                                 /* func where src register points to */
3430                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3431                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3432 {
3433         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3434         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3435         int i, slot, spi;
3436         u8 *stype;
3437         int zeros = 0;
3438
3439         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3440                 slot = -i - 1;
3441                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3442                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3443                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3444                         break;
3445                 zeros++;
3446         }
3447         if (zeros == max_off - min_off) {
3448                 /* any access_size read into register is zero extended,
3449                  * so the whole register == const_zero
3450                  */
3451                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3452                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3453                  * so mark it precise here, so that later
3454                  * backtracking can stop here.
3455                  * Backtracking may not need this if this register
3456                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3457                  * Forward propagation of precise flag is not
3458                  * necessary either. This mark is only to stop
3459                  * backtracking. Any register that contributed
3460                  * to const 0 was marked precise before spill.
3461                  */
3462                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3463         } else {
3464                 /* have read misc data from the stack */
3465                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3466         }
3467         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3468 }
3469
3470 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3471  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3472  * spilled reg.
3473  *
3474  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3475  * register.
3476  *
3477  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3478  */
3479 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3480                                       /* func where src register points to */
3481                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3482                                       int off, int size, int dst_regno)
3483 {
3484         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3485         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3486         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3487         struct bpf_reg_state *reg;
3488         u8 *stype, type;
3489
3490         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3491         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3492
3493         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3494                 u8 spill_size = 1;
3495
3496                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3497                         spill_size++;
3498
3499                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3500                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3501                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3502                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3503                                 return -EACCES;
3504                         }
3505
3506                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3507                         if (dst_regno < 0)
3508                                 return 0;
3509
3510                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3511                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3512                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3513                                  */
3514                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3515
3516                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3517                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3518                         } else {
3519                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3520                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3521                                         if (type == STACK_SPILL)
3522                                                 continue;
3523                                         if (type == STACK_MISC)
3524                                                 continue;
3525                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3526                                                 off, i, size);
3527                                         return -EACCES;
3528                                 }
3529                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3530                         }
3531                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3532                         return 0;
3533                 }
3534
3535                 if (dst_regno >= 0) {
3536                         /* restore register state from stack */
3537                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3538                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3539                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3540                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3541                          */
3542                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3543                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3544                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3545                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3546                          * (e.g. for XADD).
3547                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3548                          * with spilled pointers.
3549                          */
3550                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3551                                 off);
3552                         return -EACCES;
3553                 }
3554                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3555         } else {
3556                 for (i = 0; i < size; i++) {
3557                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3558                         if (type == STACK_MISC)
3559                                 continue;
3560                         if (type == STACK_ZERO)
3561                                 continue;
3562                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3563                                 off, i, size);
3564                         return -EACCES;
3565                 }
3566                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3567                 if (dst_regno >= 0)
3568                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3569         }
3570         return 0;
3571 }
3572
3573 enum bpf_access_src {
3574         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3575         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3576 };
3577
3578 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3579                                          int regno, int off, int access_size,
3580                                          bool zero_size_allowed,
3581                                          enum bpf_access_src type,
3582                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3583
3584 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3585 {
3586         return cur_regs(env) + regno;
3587 }
3588
3589 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3590  * 'dst_regno'.
3591  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3592  * but not its variable offset.
3593  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3594  *
3595  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3596  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3597  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3598  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3599  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3600  * instead.
3601  */
3602 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3603                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3604 {
3605         /* The state of the source register. */
3606         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3607         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3608         int err;
3609         int min_off, max_off;
3610
3611         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3612          */
3613         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3614                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3615         if (err)
3616                 return err;
3617
3618         min_off = reg->smin_value + off;
3619         max_off = reg->smax_value + off;
3620         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3621         return 0;
3622 }
3623
3624 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3625  * check_stack_read_var_off.
3626  *
3627  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3628  * bounds.
3629  *
3630  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3631  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3632  */
3633 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3634                             int ptr_regno, int off, int size,
3635                             int dst_regno)
3636 {
3637         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3638         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3639         int err;
3640         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3641         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3642
3643         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3644          * register, in order to not leak pointers (see
3645          * check_stack_read_fixed_off).
3646          */
3647         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3648                 char tn_buf[48];
3649
3650                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3651                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3652                         tn_buf, off, size);
3653                 return -EACCES;
3654         }
3655         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3656          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3657          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3658          */
3659         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3660                 char tn_buf[48];
3661
3662                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3663                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3664                                 ptr_regno, tn_buf);
3665                 return -EACCES;
3666         }
3667
3668         if (!var_off) {
3669                 off += reg->var_off.value;
3670                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3671                                                  dst_regno);
3672         } else {
3673                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3674                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3675                  * branch.
3676                  */
3677                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3678                                                dst_regno);
3679         }
3680         return err;
3681 }
3682
3683
3684 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3685  * check_stack_write_var_off.
3686  *
3687  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3688  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3689  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3690  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3691  *
3692  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3693  */
3694 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3695                              int ptr_regno, int off, int size,
3696                              int value_regno, int insn_idx)
3697 {
3698         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3699         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3700         int err;
3701
3702         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3703                 off += reg->var_off.value;
3704                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3705                                                   value_regno, insn_idx);
3706         } else {
3707                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3708                  * than fixed offset ones.
3709                  */
3710                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3711                                                 ptr_regno, off, size,
3712                                                 value_regno, insn_idx);
3713         }
3714         return err;
3715 }
3716
3717 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3718                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3719 {
3720         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3721         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3722         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3723
3724         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3725                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3726                         map->value_size, off, size);
3727                 return -EACCES;
3728         }
3729
3730         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3731                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3732                         map->value_size, off, size);
3733                 return -EACCES;
3734         }
3735
3736         return 0;
3737 }
3738
3739 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3740 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3741                               int off, int size, u32 mem_size,
3742                               bool zero_size_allowed)
3743 {
3744         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3745         struct bpf_reg_state *reg;
3746
3747         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3748                 return 0;
3749
3750         reg = &cur_regs(env)[regno];
3751         switch (reg->type) {
3752         case PTR_TO_MAP_KEY:
3753                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3754                         mem_size, off, size);
3755                 break;
3756         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3757                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3758                         mem_size, off, size);
3759                 break;
3760         case PTR_TO_PACKET:
3761         case PTR_TO_PACKET_META:
3762         case PTR_TO_PACKET_END:
3763                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3764                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3765                 break;
3766         case PTR_TO_MEM:
3767         default:
3768                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3769                         mem_size, off, size);
3770         }
3771
3772         return -EACCES;
3773 }
3774
3775 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3776 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3777                                    int off, int size, u32 mem_size,
3778                                    bool zero_size_allowed)
3779 {
3780         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3781         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3782         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3783         int err;
3784
3785         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3786          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3787          * to make sure our theoretical access will be safe.
3788          *
3789          * The minimum value is only important with signed
3790          * comparisons where we can't assume the floor of a
3791          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3792          * index'es we need to make sure that whatever we use
3793          * will have a set floor within our range.
3794          */
3795         if (reg->smin_value < 0 &&
3796             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3797              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3798               reg->smin_value + off < 0)) {
3799                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3800                         regno);
3801                 return -EACCES;
3802         }
3803         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3804                                  mem_size, zero_size_allowed);
3805         if (err) {
3806                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3807                         regno);
3808                 return err;
3809         }
3810
3811         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3812          * sure we won't do bad things.
3813          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3814          */
3815         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3816                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3817                         regno);
3818                 return -EACCES;
3819         }
3820         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3821                                  mem_size, zero_size_allowed);
3822         if (err) {
3823                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3824                         regno);
3825                 return err;
3826         }
3827
3828         return 0;
3829 }
3830
3831 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3832                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3833                                bool fixed_off_ok)
3834 {
3835         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3836          * is only allowed in its original, unmodified form.
3837          */
3838
3839         if (reg->off < 0) {
3840                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3841                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3842                 return -EACCES;
3843         }
3844
3845         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3846                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3847                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3848                 return -EACCES;
3849         }
3850
3851         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3852                 char tn_buf[48];
3853
3854                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3855                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3856                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3857                 return -EACCES;
3858         }
3859
3860         return 0;
3861 }
3862
3863 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3864                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3865 {
3866         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3867 }
3868
3869 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3870                                struct btf_field *kptr_field,
3871                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3872 {
3873         const char *targ_name = kernel_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
3874         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED;
3875         const char *reg_name = "";
3876
3877         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3878         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
3879                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3880
3881         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3882                 goto bad_type;
3883
3884         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3885                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3886                 return -EINVAL;
3887         }
3888         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3889         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3890
3891         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3892          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3893          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3894          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3895          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3896          */
3897         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3898                 return -EACCES;
3899
3900         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3901          * we also need to take into account the reg->off.
3902          *
3903          * We want to support cases like:
3904          *
3905          * struct foo {
3906          *         struct bar br;
3907          *         struct baz bz;
3908          * };
3909          *
3910          * struct foo *v;
3911          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3912          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3913          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3914          *                    // first member type of struct after comparison fails
3915          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3916          *                    // to match type
3917          *
3918          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3919          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3920          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3921          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3922          * strict mode to true for type match.
3923          */
3924         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3925                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
3926                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
3927                 goto bad_type;
3928         return 0;
3929 bad_type:
3930         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3931                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3932         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3933         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
3934                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3935                         targ_name);
3936         else
3937                 verbose(env, "\n");
3938         return -EINVAL;
3939 }
3940
3941 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3942                                  int value_regno, int insn_idx,
3943                                  struct btf_field *kptr_field)
3944 {
3945         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3946         int class = BPF_CLASS(insn->code);
3947         struct bpf_reg_state *val_reg;
3948
3949         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
3950          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
3951          *  - size of access (must be BPF_DW)
3952          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
3953          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
3954          */
3955         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
3956         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
3957                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
3958                 return -EACCES;
3959         }
3960
3961         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
3962          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
3963          */
3964         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
3965                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
3966                 return -EACCES;
3967         }
3968
3969         if (class == BPF_LDX) {
3970                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3971                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
3972                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
3973                  */
3974                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
3975                                 kptr_field->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
3976                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
3977                 val_reg->id = ++env->id_gen;
3978         } else if (class == BPF_STX) {
3979                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3980                 if (!register_is_null(val_reg) &&
3981                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
3982                         return -EACCES;
3983         } else if (class == BPF_ST) {
3984                 if (insn->imm) {
3985                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
3986                                 kptr_field->offset);
3987                         return -EACCES;
3988                 }
3989         } else {
3990                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
3991                 return -EACCES;
3992         }
3993         return 0;
3994 }
3995
3996 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3997 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3998                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
3999                             enum bpf_access_src src)
4000 {
4001         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4002         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4003         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4004         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4005         struct btf_record *rec;
4006         int err, i;
4007
4008         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
4009                                       zero_size_allowed);
4010         if (err)
4011                 return err;
4012
4013         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
4014                 return 0;
4015         rec = map->record;
4016         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
4017                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
4018                 u32 p = field->offset;
4019
4020                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
4021                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
4022                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
4023                  */
4024                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
4025                     p < reg->umax_value + off + size) {
4026                         switch (field->type) {
4027                         case BPF_KPTR_UNREF:
4028                         case BPF_KPTR_REF:
4029                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
4030                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
4031                                         return -EACCES;
4032                                 }
4033                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
4034                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
4035                                         return -EACCES;
4036                                 }
4037                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
4038                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
4039                                                 p, off + reg->var_off.value);
4040                                         return -EACCES;
4041                                 }
4042                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
4043                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
4044                                         return -EACCES;
4045                                 }
4046                                 break;
4047                         default:
4048                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
4049                                         btf_field_type_name(field->type));
4050                                 return -EACCES;
4051                         }
4052                 }
4053         }
4054         return 0;
4055 }
4056
4057 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
4058
4059 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
4060                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
4061                                        enum bpf_access_type t)
4062 {
4063         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
4064
4065         switch (prog_type) {
4066         /* Program types only with direct read access go here! */
4067         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
4068         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
4069         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
4070         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
4071         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
4072         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
4073                 if (t == BPF_WRITE)
4074                         return false;
4075                 fallthrough;
4076
4077         /* Program types with direct read + write access go here! */
4078         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
4079         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
4080         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
4081         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
4082         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
4083         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
4084                 if (meta)
4085                         return meta->pkt_access;
4086
4087                 env->seen_direct_write = true;
4088                 return true;
4089
4090         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
4091                 if (t == BPF_WRITE)
4092                         env->seen_direct_write = true;
4093
4094                 return true;
4095
4096         default:
4097                 return false;
4098         }
4099 }
4100
4101 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
4102                                int size, bool zero_size_allowed)
4103 {
4104         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4105         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4106         int err;
4107
4108         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
4109          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
4110          * offset.
4111          */
4112
4113         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
4114          * detail to prove they're safe.
4115          */
4116         if (reg->smin_value < 0) {
4117                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4118                         regno);
4119                 return -EACCES;
4120         }
4121
4122         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
4123               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
4124                                  zero_size_allowed);
4125         if (err) {
4126                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
4127                 return err;
4128         }
4129
4130         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
4131          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
4132          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
4133          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
4134          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
4135          */
4136         env->prog->aux->max_pkt_offset =
4137                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
4138                       off + reg->umax_value + size - 1);
4139
4140         return err;
4141 }
4142
4143 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
4144 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
4145                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
4146                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
4147 {
4148         struct bpf_insn_access_aux info = {
4149                 .reg_type = *reg_type,
4150                 .log = &env->log,
4151         };
4152
4153         if (env->ops->is_valid_access &&
4154             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
4155                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
4156                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
4157                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
4158                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
4159                  * will only allow for whole field access and rejects any other
4160                  * type of narrower access.
4161                  */
4162                 *reg_type = info.reg_type;
4163
4164                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4165                         *btf = info.btf;
4166                         *btf_id = info.btf_id;
4167                 } else {
4168                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
4169                 }
4170                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
4171                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
4172                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
4173                 return 0;
4174         }
4175
4176         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
4177         return -EACCES;
4178 }
4179
4180 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4181                                   int size)
4182 {
4183         if (size < 0 || off < 0 ||
4184             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4185                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4186                         off, size);
4187                 return -EACCES;
4188         }
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4193                              u32 regno, int off, int size,
4194                              enum bpf_access_type t)
4195 {
4196         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4197         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4198         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4199         bool valid;
4200
4201         if (reg->smin_value < 0) {
4202                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4203                         regno);
4204                 return -EACCES;
4205         }
4206
4207         switch (reg->type) {
4208         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4209                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4210                 break;
4211         case PTR_TO_SOCKET:
4212                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4213                 break;
4214         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4215                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4216                 break;
4217         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4218                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4219                 break;
4220         default:
4221                 valid = false;
4222         }
4223
4224
4225         if (valid) {
4226                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4227                         info.ctx_field_size;
4228                 return 0;
4229         }
4230
4231         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4232                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4233
4234         return -EACCES;
4235 }
4236
4237 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4238 {
4239         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4240 }
4241
4242 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4243 {
4244         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4245
4246         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4247 }
4248
4249 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4250 {
4251         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4252
4253         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4254 }
4255
4256 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4257 {
4258         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4259
4260         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4261 }
4262
4263 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4264 {
4265         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4266
4267         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4268         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4269 }
4270
4271 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4272 {
4273         /* A referenced register is always trusted. */
4274         if (reg->ref_obj_id)
4275                 return true;
4276
4277         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
4278          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
4279          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
4280          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
4281          * not.
4282          *
4283          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
4284          * for whether a register is trusted.
4285          */
4286         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
4287                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
4288 }
4289
4290 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
4291 {
4292         return reg->type & MEM_RCU;
4293 }
4294
4295 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4296                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4297                                    int off, int size, bool strict)
4298 {
4299         struct tnum reg_off;
4300         int ip_align;
4301
4302         /* Byte size accesses are always allowed. */
4303         if (!strict || size == 1)
4304                 return 0;
4305
4306         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4307          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4308          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4309          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4310          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4311          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4312          * unconditional IP align value of '2'.
4313          */
4314         ip_align = 2;
4315
4316         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4317         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4318                 char tn_buf[48];
4319
4320                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4321                 verbose(env,
4322                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4323                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4324                 return -EACCES;
4325         }
4326
4327         return 0;
4328 }
4329
4330 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4331                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4332                                        const char *pointer_desc,
4333                                        int off, int size, bool strict)
4334 {
4335         struct tnum reg_off;
4336
4337         /* Byte size accesses are always allowed. */
4338         if (!strict || size == 1)
4339                 return 0;
4340
4341         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4342         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4343                 char tn_buf[48];
4344
4345                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4346                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4347                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4348                 return -EACCES;
4349         }
4350
4351         return 0;
4352 }
4353
4354 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4355                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4356                                int size, bool strict_alignment_once)
4357 {
4358         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4359         const char *pointer_desc = "";
4360
4361         switch (reg->type) {
4362         case PTR_TO_PACKET:
4363         case PTR_TO_PACKET_META:
4364                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4365                  * right in front, treat it the very same way.
4366                  */
4367                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4368         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4369                 pointer_desc = "flow keys ";
4370                 break;
4371         case PTR_TO_MAP_KEY:
4372                 pointer_desc = "key ";
4373                 break;
4374         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4375                 pointer_desc = "value ";
4376                 break;
4377         case PTR_TO_CTX:
4378                 pointer_desc = "context ";
4379                 break;
4380         case PTR_TO_STACK:
4381                 pointer_desc = "stack ";
4382                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4383                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4384                  * aligned.
4385                  */
4386                 strict = true;
4387                 break;
4388         case PTR_TO_SOCKET:
4389                 pointer_desc = "sock ";
4390                 break;
4391         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4392                 pointer_desc = "sock_common ";
4393                 break;
4394         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4395                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4396                 break;
4397         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4398                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4399                 break;
4400         default:
4401                 break;
4402         }
4403         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4404                                            strict);
4405 }
4406
4407 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4408                               const struct bpf_func_state *func,
4409                               int off)
4410 {
4411         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4412
4413         if (stack >= -off)
4414                 return 0;
4415
4416         /* update known max for given subprogram */
4417         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4418         return 0;
4419 }
4420
4421 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4422  * and recursively walk all callees that given function can call.
4423  * Ignore jump and exit insns.
4424  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4425  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4426  */
4427 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4428 {
4429         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4430         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4431         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4432         bool tail_call_reachable = false;
4433         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4434         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4435         int j;
4436
4437 process_func:
4438         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4439          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4440          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4441          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4442          * 8k).
4443          *
4444          * To get the idea what might happen, see an example:
4445          * func1 -> sub rsp, 128
4446          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4447          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4448          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4449          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4450          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4451          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4452          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4453          *
4454          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4455          * of caller's stack as shown on the example above.
4456          */
4457         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4458                 verbose(env,
4459                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4460                         depth);
4461                 return -EACCES;
4462         }
4463         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4464          * of interpreter stack size
4465          */
4466         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4467         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4468                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4469                         frame + 1, depth);
4470                 return -EACCES;
4471         }
4472 continue_func:
4473         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4474         for (; i < subprog_end; i++) {
4475                 int next_insn;
4476
4477                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4478                         continue;
4479                 /* remember insn and function to return to */
4480                 ret_insn[frame] = i + 1;
4481                 ret_prog[frame] = idx;
4482
4483                 /* find the callee */
4484                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4485                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4486                 if (idx < 0) {
4487                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4488                                   next_insn);
4489                         return -EFAULT;
4490                 }
4491                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4492                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4493                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4494                                 return -EFAULT;
4495                         }
4496                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4497                         continue;
4498                 }
4499                 i = next_insn;
4500
4501                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4502                         tail_call_reachable = true;
4503
4504                 frame++;
4505                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4506                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4507                                 frame);
4508                         return -E2BIG;
4509                 }
4510                 goto process_func;
4511         }
4512         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4513          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4514          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4515          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4516          */
4517         if (tail_call_reachable)
4518                 for (j = 0; j < frame; j++)
4519                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4520         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4521                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4522
4523         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4524          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4525          */
4526         if (frame == 0)
4527                 return 0;
4528         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4529         frame--;
4530         i = ret_insn[frame];
4531         idx = ret_prog[frame];
4532         goto continue_func;
4533 }
4534
4535 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4536 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4537                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4538 {
4539         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4540
4541         subprog = find_subprog(env, start);
4542         if (subprog < 0) {
4543                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4544                           start);
4545                 return -EFAULT;
4546         }
4547         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4548 }
4549 #endif
4550
4551 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4552                                  const char *buf_info,
4553                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4554                                  int regno, int off, int size)
4555 {
4556         if (off < 0) {
4557                 verbose(env,
4558                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4559                         regno, buf_info, off, size);
4560                 return -EACCES;
4561         }
4562         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4563                 char tn_buf[48];
4564
4565                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4566                 verbose(env,
4567                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4568                         regno, off, tn_buf);
4569                 return -EACCES;
4570         }
4571
4572         return 0;
4573 }
4574
4575 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4576                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4577                                   int regno, int off, int size)
4578 {
4579         int err;
4580
4581         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4582         if (err)
4583                 return err;
4584
4585         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4586                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4587
4588         return 0;
4589 }
4590
4591 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4592                                const struct bpf_reg_state *reg,
4593                                int regno, int off, int size,
4594                                bool zero_size_allowed,
4595                                u32 *max_access)
4596 {
4597         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4598         int err;
4599
4600         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4601         if (err)
4602                 return err;
4603
4604         if (off + size > *max_access)
4605                 *max_access = off + size;
4606
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4611 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4612 {
4613         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4614         __reg_assign_32_into_64(reg);
4615 }
4616
4617 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4618  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4619  */
4620 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4621 {
4622         u64 mask;
4623
4624         /* clear high bits in bit representation */
4625         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4626
4627         /* fix arithmetic bounds */
4628         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4629         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4630                 reg->umin_value &= mask;
4631                 reg->umax_value &= mask;
4632         } else {
4633                 reg->umin_value = 0;
4634                 reg->umax_value = mask;
4635         }
4636         reg->smin_value = reg->umin_value;
4637         reg->smax_value = reg->umax_value;
4638
4639         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4640          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4641          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4642          */
4643         if (size >= 4)
4644                 return;
4645         __reg_combine_64_into_32(reg);
4646 }
4647
4648 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4649 {
4650         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4651          *
4652          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4653          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4654          *    and was set at map creation time.
4655          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4656          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4657          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4658          *    the map's lifetime from that point onwards.
4659          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4660          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4661          *    assume that map value(s) are immutable.
4662          */
4663         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4664                READ_ONCE(map->frozen) &&
4665                !bpf_map_write_active(map);
4666 }
4667
4668 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4669 {
4670         void *ptr;
4671         u64 addr;
4672         int err;
4673
4674         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4675         if (err)
4676                 return err;
4677         ptr = (void *)(long)addr + off;
4678
4679         switch (size) {
4680         case sizeof(u8):
4681                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4682                 break;
4683         case sizeof(u16):
4684                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4685                 break;
4686         case sizeof(u32):
4687                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4688                 break;
4689         case sizeof(u64):
4690                 *val = *(u64 *)ptr;
4691                 break;
4692         default:
4693                 return -EINVAL;
4694         }
4695         return 0;
4696 }
4697
4698 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4699                                    struct bpf_reg_state *regs,
4700                                    int regno, int off, int size,
4701                                    enum bpf_access_type atype,
4702                                    int value_regno)
4703 {
4704         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4705         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4706         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4707         enum bpf_type_flag flag = 0;
4708         u32 btf_id;
4709         int ret;
4710
4711         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4712                 verbose(env,
4713                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4714                         tname);
4715                 return -EPERM;
4716         }
4717         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
4718                 verbose(env,
4719                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
4720                         tname);
4721                 return -EINVAL;
4722         }
4723         if (off < 0) {
4724                 verbose(env,
4725                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4726                         regno, tname, off);
4727                 return -EACCES;
4728         }
4729         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4730                 char tn_buf[48];
4731
4732                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4733                 verbose(env,
4734                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4735                         regno, tname, off, tn_buf);
4736                 return -EACCES;
4737         }
4738
4739         if (reg->type & MEM_USER) {
4740                 verbose(env,
4741                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4742                         regno, tname, off);
4743                 return -EACCES;
4744         }
4745
4746         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4747                 verbose(env,
4748                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4749                         regno, tname, off);
4750                 return -EACCES;
4751         }
4752
4753         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type)) {
4754                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
4755                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
4756                         return -EFAULT;
4757                 }
4758                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4759         } else {
4760                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
4761                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
4762                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
4763                  */
4764                 if (atype != BPF_READ && reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
4765                         verbose(env, "only read is supported\n");
4766                         return -EACCES;
4767                 }
4768
4769                 if (type_is_alloc(reg->type) && !reg->ref_obj_id) {
4770                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
4771                         return -EFAULT;
4772                 }
4773
4774                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4775         }
4776
4777         if (ret < 0)
4778                 return ret;
4779
4780         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4781          * also inherit the untrusted flag.
4782          */
4783         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4784                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4785
4786         /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is
4787          * no longer trusted except the rcu case below.
4788          */
4789         flag &= ~PTR_TRUSTED;
4790
4791         if (flag & MEM_RCU) {
4792                 /* Mark value register as MEM_RCU only if it is protected by
4793                  * bpf_rcu_read_lock() and the ptr reg is rcu or trusted. MEM_RCU
4794                  * itself can already indicate trustedness inside the rcu
4795                  * read lock region. Also mark rcu pointer as PTR_MAYBE_NULL since
4796                  * it could be null in some cases.
4797                  */
4798                 if (!env->cur_state->active_rcu_lock ||
4799                     !(is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)))
4800                         flag &= ~MEM_RCU;
4801                 else
4802                         flag |= PTR_MAYBE_NULL;
4803         } else if (reg->type & MEM_RCU) {
4804                 /* ptr (reg) is marked as MEM_RCU, but the struct field is not tagged
4805                  * with __rcu. Mark the flag as PTR_UNTRUSTED conservatively.
4806                  */
4807                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4808         }
4809
4810         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4811                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4812
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4817                                    struct bpf_reg_state *regs,
4818                                    int regno, int off, int size,
4819                                    enum bpf_access_type atype,
4820                                    int value_regno)
4821 {
4822         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4823         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4824         struct bpf_reg_state map_reg;
4825         enum bpf_type_flag flag = 0;
4826         const struct btf_type *t;
4827         const char *tname;
4828         u32 btf_id;
4829         int ret;
4830
4831         if (!btf_vmlinux) {
4832                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4833                 return -ENOTSUPP;
4834         }
4835
4836         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4837                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4838                         map->map_type);
4839                 return -ENOTSUPP;
4840         }
4841
4842         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4843         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4844
4845         if (!env->allow_ptr_leaks) {
4846                 verbose(env,
4847                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4848                         tname);
4849                 return -EPERM;
4850         }
4851
4852         if (off < 0) {
4853                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4854                         regno, tname, off);
4855                 return -EACCES;
4856         }
4857
4858         if (atype != BPF_READ) {
4859                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4860                 return -EACCES;
4861         }
4862
4863         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
4864         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
4865         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
4866         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4867         if (ret < 0)
4868                 return ret;
4869
4870         if (value_regno >= 0)
4871                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4872
4873         return 0;
4874 }
4875
4876 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4877  * maximum valid offset is -1.
4878  *
4879  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4880  * -state->allocated_stack for reads.
4881  */
4882 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4883                                           struct bpf_func_state *state,
4884                                           enum bpf_access_type t)
4885 {
4886         int min_valid_off;
4887
4888         if (t == BPF_WRITE)
4889                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4890         else
4891                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4892
4893         if (off < min_valid_off || off > -1)
4894                 return -EACCES;
4895         return 0;
4896 }
4897
4898 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4899  * bounds.
4900  *
4901  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4902  */
4903 static int check_stack_access_within_bounds(
4904                 struct bpf_verifier_env *env,
4905                 int regno, int off, int access_size,
4906                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4907 {
4908         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4909         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4910         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4911         int min_off, max_off;
4912         int err;
4913         char *err_extra;
4914
4915         if (src == ACCESS_HELPER)
4916                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4917                 err_extra = " indirect access to";
4918         else if (type == BPF_READ)
4919                 err_extra = " read from";
4920         else
4921                 err_extra = " write to";
4922
4923         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4924                 min_off = reg->var_off.value + off;
4925                 if (access_size > 0)
4926                         max_off = min_off + access_size - 1;
4927                 else
4928                         max_off = min_off;
4929         } else {
4930                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4931                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4932                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4933                                 err_extra, regno);
4934                         return -EACCES;
4935                 }
4936                 min_off = reg->smin_value + off;
4937                 if (access_size > 0)
4938                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4939                 else
4940                         max_off = min_off;
4941         }
4942
4943         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4944         if (!err)
4945                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4946
4947         if (err) {
4948                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4949                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4950                                 err_extra, regno, off, access_size);
4951                 } else {
4952                         char tn_buf[48];
4953
4954                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4955                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4956                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4957                 }
4958         }
4959         return err;
4960 }
4961
4962 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4963  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4964  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4965  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4966  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4967  */
4968 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4969                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4970                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4971 {
4972         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4973         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4974         struct bpf_func_state *state;
4975         int size, err = 0;
4976
4977         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4978         if (size < 0)
4979                 return size;
4980
4981         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4982         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4983         if (err)
4984                 return err;
4985
4986         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4987         off += reg->off;
4988
4989         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4990                 if (t == BPF_WRITE) {
4991                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4992                         return -EACCES;
4993                 }
4994
4995                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4996                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4997                 if (err)
4998                         return err;
4999                 if (value_regno >= 0)
5000                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5001         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5002                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
5003
5004                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5005                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5006                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
5007                         return -EACCES;
5008                 }
5009                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
5010                 if (err)
5011                         return err;
5012                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
5013                 if (err)
5014                         return err;
5015                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
5016                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
5017                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
5018                 if (kptr_field) {
5019                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
5020                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5021                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5022
5023                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
5024                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
5025                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
5026                             map->ops->map_direct_value_addr) {
5027                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
5028                                 u64 val = 0;
5029
5030                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
5031                                                           &val);
5032                                 if (err)
5033                                         return err;
5034
5035                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
5036                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
5037                         } else {
5038                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5039                         }
5040                 }
5041         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
5042                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5043
5044                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
5045                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5046                                 reg_type_str(env, reg->type));
5047                         return -EACCES;
5048                 }
5049
5050                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
5051                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5052                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5053                         return -EACCES;
5054                 }
5055
5056                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5057                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5058                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
5059                         return -EACCES;
5060                 }
5061
5062                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
5063                                               reg->mem_size, false);
5064                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
5065                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5066         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
5067                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
5068                 struct btf *btf = NULL;
5069                 u32 btf_id = 0;
5070
5071                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5072                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5073                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
5074                         return -EACCES;
5075                 }
5076
5077                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
5078                 if (err < 0)
5079                         return err;
5080
5081                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
5082                                        &btf_id);
5083                 if (err)
5084                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
5085                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
5086                         /* ctx access returns either a scalar, or a
5087                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
5088                          * case, we know the offset is zero.
5089                          */
5090                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
5091                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5092                         } else {
5093                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
5094                                                     value_regno);
5095                                 if (type_may_be_null(reg_type))
5096                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
5097                                 /* A load of ctx field could have different
5098                                  * actual load size with the one encoded in the
5099                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
5100                                  * a sub-register.
5101                                  */
5102                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
5103                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5104                                         regs[value_regno].btf = btf;
5105                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
5106                                 }
5107                         }
5108                         regs[value_regno].type = reg_type;
5109                 }
5110
5111         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
5112                 /* Basic bounds checks. */
5113                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
5114                 if (err)
5115                         return err;
5116
5117                 state = func(env, reg);
5118                 err = update_stack_depth(env, state, off);
5119                 if (err)
5120                         return err;
5121
5122                 if (t == BPF_READ)
5123                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
5124                                                value_regno);
5125                 else
5126                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
5127                                                 value_regno, insn_idx);
5128         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
5129                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
5130                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
5131                         return -EACCES;
5132                 }
5133                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5134                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5135                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
5136                                 value_regno);
5137                         return -EACCES;
5138                 }
5139                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
5140                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5141                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5142         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
5143                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
5144                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
5145                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
5146                                 value_regno);
5147                         return -EACCES;
5148                 }
5149
5150                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
5151                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5152                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5153         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
5154                 if (t == BPF_WRITE) {
5155                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5156                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
5157                         return -EACCES;
5158                 }
5159                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
5160                 if (!err && value_regno >= 0)
5161                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5162         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
5163                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
5164                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
5165                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5166         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
5167                    !type_may_be_null(reg->type)) {
5168                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
5169                                               value_regno);
5170         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
5171                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
5172                                               value_regno);
5173         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
5174                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
5175                 u32 *max_access;
5176
5177                 if (rdonly_mem) {
5178                         if (t == BPF_WRITE) {
5179                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
5180                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
5181                                 return -EACCES;
5182                         }
5183                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5184                 } else {
5185                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5186                 }
5187
5188                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
5189                                           max_access);
5190
5191                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
5192                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
5193         } else {
5194                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
5195                         reg_type_str(env, reg->type));
5196                 return -EACCES;
5197         }
5198
5199         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
5200             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
5201                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
5202                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
5203         }
5204         return err;
5205 }
5206
5207 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
5208 {
5209         int load_reg;
5210         int err;
5211
5212         switch (insn->imm) {
5213         case BPF_ADD:
5214         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
5215         case BPF_AND:
5216         case BPF_AND | BPF_FETCH:
5217         case BPF_OR:
5218         case BPF_OR | BPF_FETCH:
5219         case BPF_XOR:
5220         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
5221         case BPF_XCHG:
5222         case BPF_CMPXCHG:
5223                 break;
5224         default:
5225                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
5226                 return -EINVAL;
5227         }
5228
5229         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
5230                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
5231                 return -EINVAL;
5232         }
5233
5234         /* check src1 operand */
5235         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
5236         if (err)
5237                 return err;
5238
5239         /* check src2 operand */
5240         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
5241         if (err)
5242                 return err;
5243
5244         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
5245                 /* Check comparison of R0 with memory location */
5246                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
5247
5248                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
5249                 if (err)
5250                         return err;
5251
5252                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
5253                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
5254                         return -EACCES;
5255                 }
5256         }
5257
5258         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5259                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
5260                 return -EACCES;
5261         }
5262
5263         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
5264             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
5265             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
5266             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
5267                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
5268                         insn->dst_reg,
5269                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
5270                 return -EACCES;
5271         }
5272
5273         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
5274                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
5275                         load_reg = BPF_REG_0;
5276                 else
5277                         load_reg = insn->src_reg;
5278
5279                 /* check and record load of old value */
5280                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5281                 if (err)
5282                         return err;
5283         } else {
5284                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5285                  * actually load it into a register.
5286                  */
5287                 load_reg = -1;
5288         }
5289
5290         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5291          * case to simulate the register fill.
5292          */
5293         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5294                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5295         if (!err && load_reg >= 0)
5296                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5297                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5298                                        true);
5299         if (err)
5300                 return err;
5301
5302         /* Check whether we can write into the same memory. */
5303         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5304                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5305         if (err)
5306                 return err;
5307
5308         return 0;
5309 }
5310
5311 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5312  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5313  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5314  *
5315  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5316  *
5317  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5318  * read offsets are marked as read.
5319  */
5320 static int check_stack_range_initialized(
5321                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5322                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5323                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5324 {
5325         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5326         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5327         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5328         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5329         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5330         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5331          * read-only.
5332          */
5333         bool clobber = false;
5334
5335         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5336                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5337                 return -EACCES;
5338         }
5339
5340         if (type == ACCESS_HELPER) {
5341                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5342                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5343                  * checks below.
5344                  */
5345                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5346                 clobber = true;
5347         } else {
5348                 bounds_check_type = BPF_READ;
5349         }
5350         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5351                                                type, bounds_check_type);
5352         if (err)
5353                 return err;
5354
5355
5356         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5357                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5358         } else {
5359                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5360                  * simplicity since it requires corresponding support in
5361                  * Spectre masking for stack ALU.
5362                  * See also retrieve_ptr_limit().
5363                  */
5364                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5365                         char tn_buf[48];
5366
5367                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5368                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5369                                 regno, err_extra, tn_buf);
5370                         return -EACCES;
5371                 }
5372                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5373                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5374                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5375                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5376                  * cause uninitialized stack leaking.
5377                  */
5378                 if (meta && meta->raw_mode)
5379                         meta = NULL;
5380
5381                 min_off = reg->smin_value + off;
5382                 max_off = reg->smax_value + off;
5383         }
5384
5385         if (meta && meta->raw_mode) {
5386                 meta->access_size = access_size;
5387                 meta->regno = regno;
5388                 return 0;
5389         }
5390
5391         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5392                 u8 *stype;
5393
5394                 slot = -i - 1;
5395                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5396                 if (state->allocated_stack <= slot)
5397                         goto err;
5398                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5399                 if (*stype == STACK_MISC)
5400                         goto mark;
5401                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5402                         if (clobber) {
5403                                 /* helper can write anything into the stack */
5404                                 *stype = STACK_MISC;
5405                         }
5406                         goto mark;
5407                 }
5408
5409                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5410                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5411                      env->allow_ptr_leaks)) {
5412                         if (clobber) {
5413                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5414                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5415                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5416                         }
5417                         goto mark;
5418                 }
5419
5420 err:
5421                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5422                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5423                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5424                 } else {
5425                         char tn_buf[48];
5426
5427                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5428                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5429                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5430                 }
5431                 return -EACCES;
5432 mark:
5433                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5434                  * the whole slot to be marked as 'read'
5435                  */
5436                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5437                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5438                               REG_LIVE_READ64);
5439                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
5440                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
5441                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
5442                  * helper may write to the entire memory range.
5443                  */
5444         }
5445         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5446 }
5447
5448 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5449                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5450                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5451 {
5452         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5453         u32 *max_access;
5454
5455         switch (base_type(reg->type)) {
5456         case PTR_TO_PACKET:
5457         case PTR_TO_PACKET_META:
5458                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5459                                            zero_size_allowed);
5460         case PTR_TO_MAP_KEY:
5461                 if (meta && meta->raw_mode) {
5462                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5463                                 reg_type_str(env, reg->type));
5464                         return -EACCES;
5465                 }
5466                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5467                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5468         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5469                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5470                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5471                                           BPF_READ))
5472                         return -EACCES;
5473                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5474                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5475         case PTR_TO_MEM:
5476                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5477                         if (meta && meta->raw_mode) {
5478                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5479                                         reg_type_str(env, reg->type));
5480                                 return -EACCES;
5481                         }
5482                 }
5483                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5484                                                access_size, reg->mem_size,
5485                                                zero_size_allowed);
5486         case PTR_TO_BUF:
5487                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5488                         if (meta && meta->raw_mode) {
5489                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5490                                         reg_type_str(env, reg->type));
5491                                 return -EACCES;
5492                         }
5493
5494                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5495                 } else {
5496                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5497                 }
5498                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5499                                            access_size, zero_size_allowed,
5500                                            max_access);
5501         case PTR_TO_STACK:
5502                 return check_stack_range_initialized(
5503                                 env,
5504                                 regno, reg->off, access_size,
5505                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5506         case PTR_TO_CTX:
5507                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
5508                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
5509                  * can not statically check its size.
5510                  * Dynamically check it now.
5511                  */
5512                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
5513                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
5514                         int offset = access_size - 1;
5515
5516                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
5517                         if (access_size == 0)
5518                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
5519
5520                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
5521                                                 atype, -1, false);
5522                 }
5523
5524                 fallthrough;
5525         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5526                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5527                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5528                     register_is_null(reg))
5529                         return 0;
5530
5531                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5532                         reg_type_str(env, reg->type));
5533                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5534                 return -EACCES;
5535         }
5536 }
5537
5538 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5539                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5540                               bool zero_size_allowed,
5541                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5542 {
5543         int err;
5544
5545         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5546          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5547          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5548          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5549          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5550          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5551          * int type and negative retvals are allowed.
5552          */
5553         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5554
5555         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5556          * happens using its boundaries.
5557          */
5558         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5559                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5560                  * mode so that the program is required to
5561                  * initialize all the memory that the helper could
5562                  * just partially fill up.
5563                  */
5564                 meta = NULL;
5565
5566         if (reg->smin_value < 0) {
5567                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5568                         regno);
5569                 return -EACCES;
5570         }
5571
5572         if (reg->umin_value == 0) {
5573                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5574                                               zero_size_allowed,
5575                                               meta);
5576                 if (err)
5577                         return err;
5578         }
5579
5580         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5581                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5582                         regno);
5583                 return -EACCES;
5584         }
5585         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5586                                       reg->umax_value,
5587                                       zero_size_allowed, meta);
5588         if (!err)
5589                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5590         return err;
5591 }
5592
5593 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5594                    u32 regno, u32 mem_size)
5595 {
5596         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5597         struct bpf_reg_state saved_reg;
5598         struct bpf_call_arg_meta meta;
5599         int err;
5600
5601         if (register_is_null(reg))
5602                 return 0;
5603
5604         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5605         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5606          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5607          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5608          */
5609         if (may_be_null) {
5610                 saved_reg = *reg;
5611                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5612         }
5613
5614         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5615         /* Check access for BPF_WRITE */
5616         meta.raw_mode = true;
5617         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5618
5619         if (may_be_null)
5620                 *reg = saved_reg;
5621
5622         return err;
5623 }
5624
5625 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5626                                     u32 regno)
5627 {
5628         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5629         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5630         struct bpf_reg_state saved_reg;
5631         struct bpf_call_arg_meta meta;
5632         int err;
5633
5634         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5635
5636         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5637
5638         if (may_be_null) {
5639                 saved_reg = *mem_reg;
5640                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5641         }
5642
5643         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5644         /* Check access for BPF_WRITE */
5645         meta.raw_mode = true;
5646         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5647
5648         if (may_be_null)
5649                 *mem_reg = saved_reg;
5650         return err;
5651 }
5652
5653 /* Implementation details:
5654  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
5655  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
5656  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5657  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
5658  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
5659  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
5660  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
5661  * about actual address of the map element.
5662  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5663  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5664  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5665  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
5666  * returned from bpf_obj_new.
5667  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5668  * dead-locks.
5669  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5670  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5671  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5672  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
5673  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
5674  */
5675 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5676                              bool is_lock)
5677 {
5678         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5679         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5680         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5681         u64 val = reg->var_off.value;
5682         struct bpf_map *map = NULL;
5683         struct btf *btf = NULL;
5684         struct btf_record *rec;
5685
5686         if (!is_const) {
5687                 verbose(env,
5688                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5689                         regno);
5690                 return -EINVAL;
5691         }
5692         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
5693                 map = reg->map_ptr;
5694                 if (!map->btf) {
5695                         verbose(env,
5696                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5697                                 map->name);
5698                         return -EINVAL;
5699                 }
5700         } else {
5701                 btf = reg->btf;
5702         }
5703
5704         rec = reg_btf_record(reg);
5705         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
5706                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
5707                         map ? map->name : "kptr");
5708                 return -EINVAL;
5709         }
5710         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
5711                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
5712                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
5713                 return -EINVAL;
5714         }
5715         if (is_lock) {
5716                 if (cur->active_lock.ptr) {
5717                         verbose(env,
5718                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5719                         return -EINVAL;
5720                 }
5721                 if (map)
5722                         cur->active_lock.ptr = map;
5723                 else
5724                         cur->active_lock.ptr = btf;
5725                 cur->active_lock.id = reg->id;
5726         } else {
5727                 struct bpf_func_state *fstate = cur_func(env);
5728                 void *ptr;
5729                 int i;
5730
5731                 if (map)
5732                         ptr = map;
5733                 else
5734                         ptr = btf;
5735
5736                 if (!cur->active_lock.ptr) {
5737                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5738                         return -EINVAL;
5739                 }
5740                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
5741                     cur->active_lock.id != reg->id) {
5742                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5743                         return -EINVAL;
5744                 }
5745                 cur->active_lock.ptr = NULL;
5746                 cur->active_lock.id = 0;
5747
5748                 for (i = fstate->acquired_refs - 1; i >= 0; i--) {
5749                         int err;
5750
5751                         /* Complain on error because this reference state cannot
5752                          * be freed before this point, as bpf_spin_lock critical
5753                          * section does not allow functions that release the
5754                          * allocated object immediately.
5755                          */
5756                         if (!fstate->refs[i].release_on_unlock)
5757                                 continue;
5758                         err = release_reference(env, fstate->refs[i].id);
5759                         if (err) {
5760                                 verbose(env, "failed to release release_on_unlock reference");
5761                                 return err;
5762                         }
5763                 }
5764         }
5765         return 0;
5766 }
5767
5768 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5769                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5770 {
5771         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5772         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5773         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5774         u64 val = reg->var_off.value;
5775
5776         if (!is_const) {
5777                 verbose(env,
5778                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5779                         regno);
5780                 return -EINVAL;
5781         }
5782         if (!map->btf) {
5783                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5784                         map->name);
5785                 return -EINVAL;
5786         }
5787         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
5788                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
5789                 return -EINVAL;
5790         }
5791         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
5792                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5793                         val + reg->off, map->record->timer_off);
5794                 return -EINVAL;
5795         }
5796         if (meta->map_ptr) {
5797                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5798                 return -EFAULT;
5799         }
5800         meta->map_uid = reg->map_uid;
5801         meta->map_ptr = map;
5802         return 0;
5803 }
5804
5805 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5806                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5807 {
5808         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5809         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5810         struct btf_field *kptr_field;
5811         u32 kptr_off;
5812
5813         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5814                 verbose(env,
5815                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5816                         regno);
5817                 return -EINVAL;
5818         }
5819         if (!map_ptr->btf) {
5820                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5821                         map_ptr->name);
5822                 return -EINVAL;
5823         }
5824         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
5825                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5826                 return -EINVAL;
5827         }
5828
5829         meta->map_ptr = map_ptr;
5830         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5831         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
5832         if (!kptr_field) {
5833                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5834                 return -EACCES;
5835         }
5836         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
5837                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5838                 return -EACCES;
5839         }
5840         meta->kptr_field = kptr_field;
5841         return 0;
5842 }
5843
5844 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
5845 {
5846         return type == ARG_CONST_SIZE ||
5847                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
5848 }
5849
5850 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
5851 {
5852         return type & OBJ_RELEASE;
5853 }
5854
5855 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
5856 {
5857         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
5858 }
5859
5860 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
5861 {
5862         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
5863                 return sizeof(u32);
5864         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
5865                 return sizeof(u64);
5866
5867         return -EINVAL;
5868 }
5869
5870 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
5871                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5872                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
5873 {
5874         if (!meta->map_ptr) {
5875                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5876                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
5877                 return -EACCES;
5878         }
5879
5880         switch (meta->map_ptr->map_type) {
5881         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5882         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5883                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5884                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
5885                 } else {
5886                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
5887                         return -EINVAL;
5888                 }
5889                 break;
5890         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
5891                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
5892                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
5893                 break;
5894         default:
5895                 break;
5896         }
5897         return 0;
5898 }
5899
5900 struct bpf_reg_types {
5901         const enum bpf_reg_type types[10];
5902         u32 *btf_id;
5903 };
5904
5905 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
5906         .types = {
5907                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5908                 PTR_TO_SOCKET,
5909                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5910                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5911         },
5912 };
5913
5914 #ifdef CONFIG_NET
5915 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
5916         .types = {
5917                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5918                 PTR_TO_SOCKET,
5919                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5920                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5921                 PTR_TO_BTF_ID,
5922                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
5923         },
5924         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5925 };
5926 #endif
5927
5928 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
5929         .types = {
5930                 PTR_TO_STACK,
5931                 PTR_TO_PACKET,
5932                 PTR_TO_PACKET_META,
5933                 PTR_TO_MAP_KEY,
5934                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5935                 PTR_TO_MEM,
5936                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
5937                 PTR_TO_BUF,
5938         },
5939 };
5940
5941 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
5942         .types = {
5943                 PTR_TO_STACK,
5944                 PTR_TO_PACKET,
5945                 PTR_TO_PACKET_META,
5946                 PTR_TO_MAP_KEY,
5947                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5948         },
5949 };
5950
5951 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
5952         .types = {
5953                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5954                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
5955         }
5956 };
5957
5958 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
5959 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
5960 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
5961 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
5962 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
5963 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
5964         .types = {
5965                 PTR_TO_BTF_ID,
5966                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
5967                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
5968         },
5969 };
5970 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
5971         .types = {
5972                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
5973                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
5974         }
5975 };
5976 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
5977 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
5978 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5979 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5980 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5981 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
5982         .types = {
5983                 PTR_TO_STACK,
5984                 PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL,
5985         }
5986 };
5987
5988 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
5989         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
5990         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
5991         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
5992         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
5993         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
5994         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
5995         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
5996         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
5997 #ifdef CONFIG_NET
5998         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
5999 #endif
6000         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
6001         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
6002         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
6003         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
6004         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
6005         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
6006         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
6007         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
6008         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
6009         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
6010         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
6011         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
6012         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
6013         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
6014 };
6015
6016 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
6017                           enum bpf_arg_type arg_type,
6018                           const u32 *arg_btf_id,
6019                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
6020 {
6021         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6022         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
6023         const struct bpf_reg_types *compatible;
6024         int i, j;
6025
6026         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
6027         if (!compatible) {
6028                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
6029                 return -EFAULT;
6030         }
6031
6032         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
6033          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
6034          *
6035          * Same for MAYBE_NULL:
6036          *
6037          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
6038          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
6039          *
6040          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
6041          */
6042         if (arg_type & MEM_RDONLY)
6043                 type &= ~MEM_RDONLY;
6044         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
6045                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
6046
6047         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
6048                 expected = compatible->types[i];
6049                 if (expected == NOT_INIT)
6050                         break;
6051
6052                 if (type == expected)
6053                         goto found;
6054         }
6055
6056         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
6057         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
6058                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
6059         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
6060         return -EACCES;
6061
6062 found:
6063         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID || reg->type & PTR_TRUSTED) {
6064                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
6065                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
6066                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
6067                  */
6068                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
6069                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
6070
6071                 if (!arg_btf_id) {
6072                         if (!compatible->btf_id) {
6073                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
6074                                 return -EFAULT;
6075                         }
6076                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
6077                 }
6078
6079                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
6080                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
6081                                 return -EACCES;
6082                 } else {
6083                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
6084                                 verbose(env, "verifier internal error:");
6085                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
6086                                         regno);
6087                                 return -EACCES;
6088                         }
6089
6090                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
6091                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
6092                                                   strict_type_match)) {
6093                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
6094                                         regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
6095                                         kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
6096                                 return -EACCES;
6097                         }
6098                 }
6099         } else if (type_is_alloc(reg->type)) {
6100                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock) {
6101                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
6102                         return -EFAULT;
6103                 }
6104         }
6105
6106         return 0;
6107 }
6108
6109 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
6110                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
6111                            enum bpf_arg_type arg_type)
6112 {
6113         enum bpf_reg_type type = reg->type;
6114         bool fixed_off_ok = false;
6115
6116         switch ((u32)type) {
6117         /* Pointer types where reg offset is explicitly allowed: */
6118         case PTR_TO_STACK:
6119                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && reg->off % BPF_REG_SIZE) {
6120                         verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset\n");
6121                         return -EINVAL;
6122                 }
6123                 fallthrough;
6124         case PTR_TO_PACKET:
6125         case PTR_TO_PACKET_META:
6126         case PTR_TO_MAP_KEY:
6127         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6128         case PTR_TO_MEM:
6129         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
6130         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
6131         case PTR_TO_BUF:
6132         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
6133         case SCALAR_VALUE:
6134                 /* Some of the argument types nevertheless require a
6135                  * zero register offset.
6136                  */
6137                 if (base_type(arg_type) != ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM)
6138                         return 0;
6139                 break;
6140         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
6141          * fixed offset.
6142          */
6143         case PTR_TO_BTF_ID:
6144         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
6145         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
6146         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
6147         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_TRUSTED:
6148                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
6149                  * it's fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
6150                  * can be non-zero.
6151                  */
6152                 if (arg_type_is_release(arg_type) && reg->off) {
6153                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
6154                                 regno);
6155                         return -EINVAL;
6156                 }
6157                 /* For arg is release pointer, fixed_off_ok must be false, but
6158                  * we already checked and rejected reg->off != 0 above, so set
6159                  * to true to allow fixed offset for all other cases.
6160                  */
6161                 fixed_off_ok = true;
6162                 break;
6163         default:
6164                 break;
6165         }
6166         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, fixed_off_ok);
6167 }
6168
6169 static u32 stack_slot_get_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
6170 {
6171         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6172         int spi = get_spi(reg->off);
6173
6174         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
6175 }
6176
6177 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
6178                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
6179                           const struct bpf_func_proto *fn)
6180 {
6181         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
6182         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6183         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
6184         enum bpf_reg_type type = reg->type;
6185         u32 *arg_btf_id = NULL;
6186         int err = 0;
6187
6188         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
6189                 return 0;
6190
6191         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
6192         if (err)
6193                 return err;
6194
6195         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
6196                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
6197                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
6198                                 regno);
6199                         return -EACCES;
6200                 }
6201                 return 0;
6202         }
6203
6204         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
6205             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
6206                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
6207                 return -EACCES;
6208         }
6209
6210         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
6211                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
6212                 if (err)
6213                         return err;
6214         }
6215
6216         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
6217                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
6218                  * type checking.
6219                  */
6220                 goto skip_type_check;
6221
6222         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6223         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
6224             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
6225                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
6226
6227         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
6228         if (err)
6229                 return err;
6230
6231         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
6232         if (err)
6233                 return err;
6234
6235 skip_type_check:
6236         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
6237                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
6238                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6239                         int spi = get_spi(reg->off);
6240
6241                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
6242                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
6243                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
6244                                 return -EINVAL;
6245                         }
6246                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
6247                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
6248                                 regno);
6249                         return -EINVAL;
6250                 }
6251                 if (meta->release_regno) {
6252                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
6253                         return -EFAULT;
6254                 }
6255                 meta->release_regno = regno;
6256         }
6257
6258         if (reg->ref_obj_id) {
6259                 if (meta->ref_obj_id) {
6260                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
6261                                 regno, reg->ref_obj_id,
6262                                 meta->ref_obj_id);
6263                         return -EFAULT;
6264                 }
6265                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
6266         }
6267
6268         switch (base_type(arg_type)) {
6269         case ARG_CONST_MAP_PTR:
6270                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
6271                 if (meta->map_ptr) {
6272                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
6273                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
6274                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
6275                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
6276                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
6277                          *     if (timer)
6278                          *         // mismatch would have been allowed
6279                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
6280                          * }
6281                          *
6282                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
6283                          */
6284                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
6285                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
6286                                 verbose(env,
6287                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
6288                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
6289                                 return -EINVAL;
6290                         }
6291                 }
6292                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
6293                 meta->map_uid = reg->map_uid;
6294                 break;
6295         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
6296                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
6297                  * check that [key, key + map->key_size) are within
6298                  * stack limits and initialized
6299                  */
6300                 if (!meta->map_ptr) {
6301                         /* in function declaration map_ptr must come before
6302                          * map_key, so that it's verified and known before
6303                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
6304                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
6305                          */
6306                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
6307                         return -EACCES;
6308                 }
6309                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6310                                               meta->map_ptr->key_size, false,
6311                                               NULL);
6312                 break;
6313         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
6314                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
6315                         return 0;
6316
6317                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
6318                  * check [value, value + map->value_size) validity
6319                  */
6320                 if (!meta->map_ptr) {
6321                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6322                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
6323                         return -EACCES;
6324                 }
6325                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6326                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6327                                               meta->map_ptr->value_size, false,
6328                                               meta);
6329                 break;
6330         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
6331                 if (!reg->btf_id) {
6332                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
6333                         return -EACCES;
6334                 }
6335                 meta->ret_btf = reg->btf;
6336                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
6337                 break;
6338         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
6339                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6340                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
6341                                 return -EACCES;
6342                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6343                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
6344                                 return -EACCES;
6345                 } else {
6346                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6347                         return -EFAULT;
6348                 }
6349                 break;
6350         case ARG_PTR_TO_TIMER:
6351                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6352                         return -EACCES;
6353                 break;
6354         case ARG_PTR_TO_FUNC:
6355                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6356                 break;
6357         case ARG_PTR_TO_MEM:
6358                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6359                  * next is_mem_size argument below.
6360                  */
6361                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6362                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6363                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6364                                                       fn->arg_size[arg], false,
6365                                                       meta);
6366                 }
6367                 break;
6368         case ARG_CONST_SIZE:
6369                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
6370                 break;
6371         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
6372                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
6373                 break;
6374         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
6375                 /* We only need to check for initialized / uninitialized helper
6376                  * dynptr args if the dynptr is not PTR_TO_DYNPTR, as the
6377                  * assumption is that if it is, that a helper function
6378                  * initialized the dynptr on behalf of the BPF program.
6379                  */
6380                 if (base_type(reg->type) == PTR_TO_DYNPTR)
6381                         break;
6382                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6383                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6384                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6385                                 return -EINVAL;
6386                         }
6387
6388                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6389                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6390                          */
6391                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6392                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6393                                 return -EFAULT;
6394                         }
6395
6396                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6397                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
6398                         verbose(env,
6399                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
6400                                 arg + 1);
6401                         return -EINVAL;
6402                 } else if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type)) {
6403                         const char *err_extra = "";
6404
6405                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6406                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6407                                 err_extra = "local";
6408                                 break;
6409                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6410                                 err_extra = "ringbuf";
6411                                 break;
6412                         default:
6413                                 err_extra = "<unknown>";
6414                                 break;
6415                         }
6416                         verbose(env,
6417                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6418                                 err_extra, arg + 1);
6419                         return -EINVAL;
6420                 }
6421                 break;
6422         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
6423                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6424                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6425                                 regno);
6426                         return -EACCES;
6427                 }
6428                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6429                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6430                 if (err)
6431                         return err;
6432                 break;
6433         case ARG_PTR_TO_INT:
6434         case ARG_PTR_TO_LONG:
6435         {
6436                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6437
6438                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6439                 if (err)
6440                         return err;
6441                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6442                 break;
6443         }
6444         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
6445         {
6446                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6447                 int map_off;
6448                 u64 map_addr;
6449                 char *str_ptr;
6450
6451                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6452                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6453                         return -EACCES;
6454                 }
6455
6456                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6457                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6458                         return -EACCES;
6459                 }
6460
6461                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6462                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6463                         return -EACCES;
6464                 }
6465
6466                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6467                                        map->value_size - reg->off, false,
6468                                        ACCESS_HELPER);
6469                 if (err)
6470                         return err;
6471
6472                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6473                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6474                 if (err) {
6475                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6476                         return err;
6477                 }
6478
6479                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6480                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6481                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6482                         return -EINVAL;
6483                 }
6484                 break;
6485         }
6486         case ARG_PTR_TO_KPTR:
6487                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6488                         return -EACCES;
6489                 break;
6490         }
6491
6492         return err;
6493 }
6494
6495 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6496 {
6497         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6498         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6499
6500         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6501                 return false;
6502
6503         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6504          * contexts, so updating is safe.
6505          */
6506         switch (type) {
6507         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6508                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6509                         return true;
6510                 break;
6511         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6512         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6513         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6514         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6515         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6516         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6517         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6518                 return true;
6519         default:
6520                 break;
6521         }
6522
6523         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6524         return false;
6525 }
6526
6527 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6528 {
6529         return env->prog->jit_requested &&
6530                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
6531 }
6532
6533 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6534                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6535 {
6536         if (!map)
6537                 return 0;
6538
6539         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6540         switch (map->map_type) {
6541         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6542                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6543                         goto error;
6544                 break;
6545         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6546                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6547                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6548                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6549                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6550                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6551                         goto error;
6552                 break;
6553         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6554                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6555                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6556                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6557                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6558                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6559                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6560                         goto error;
6561                 break;
6562         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
6563                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
6564                         goto error;
6565                 break;
6566         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6567                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6568                         goto error;
6569                 break;
6570         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6571                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6572                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6573                         goto error;
6574                 break;
6575         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6576         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6577                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6578                         goto error;
6579                 break;
6580         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6581         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6582                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6583                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6584                         goto error;
6585                 break;
6586         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6587          * appear.
6588          */
6589         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6590                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6591                         goto error;
6592                 break;
6593         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6594                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6595                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6596                         goto error;
6597                 break;
6598         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6599         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6600                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6601                         goto error;
6602                 break;
6603         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6604                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6605                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6606                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6607                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6608                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6609                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6610                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6611                         goto error;
6612                 break;
6613         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6614                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6615                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6616                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6617                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6618                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6619                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6620                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6621                         goto error;
6622                 break;
6623         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6624                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6625                         goto error;
6626                 break;
6627         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6628         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6629                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6630                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6631                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6632                         goto error;
6633                 break;
6634         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6635                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6636                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6637                         goto error;
6638                 break;
6639         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6640                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6641                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6642                         goto error;
6643                 break;
6644         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6645                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6646                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6647                         goto error;
6648                 break;
6649         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
6650                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
6651                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete)
6652                         goto error;
6653                 break;
6654         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6655                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6656                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6657                         goto error;
6658                 break;
6659         default:
6660                 break;
6661         }
6662
6663         /* ... and second from the function itself. */
6664         switch (func_id) {
6665         case BPF_FUNC_tail_call:
6666                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6667                         goto error;
6668                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6669                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6670                         return -EINVAL;
6671                 }
6672                 break;
6673         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6674         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6675         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6676         case BPF_FUNC_skb_output:
6677         case BPF_FUNC_xdp_output:
6678                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6679                         goto error;
6680                 break;
6681         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6682         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6683         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6684         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6685         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6686         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6687                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6688                         goto error;
6689                 break;
6690         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
6691                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
6692                         goto error;
6693                 break;
6694         case BPF_FUNC_get_stackid:
6695                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6696                         goto error;
6697                 break;
6698         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6699         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6700                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6701                         goto error;
6702                 break;
6703         case BPF_FUNC_redirect_map:
6704                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6705                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6706                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6707                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6708                         goto error;
6709                 break;
6710         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6711         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6712         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6713                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6714                         goto error;
6715                 break;
6716         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6717         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6718         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6719                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6720                         goto error;
6721                 break;
6722         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6723                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6724                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6725                         goto error;
6726                 break;
6727         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6728                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6729                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6730                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6731                         goto error;
6732                 break;
6733         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6734                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6735                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6736                         goto error;
6737                 break;
6738         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6739         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6740                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6741                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6742                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6743                         goto error;
6744                 break;
6745         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6746                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6747                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6748                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6749                         goto error;
6750                 break;
6751         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6752         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6753                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6754                         goto error;
6755                 break;
6756         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6757         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6758                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6759                         goto error;
6760                 break;
6761         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6762         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6763                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6764                         goto error;
6765                 break;
6766         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
6767         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
6768                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
6769                         goto error;
6770                 break;
6771         default:
6772                 break;
6773         }
6774
6775         return 0;
6776 error:
6777         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6778                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6779         return -EINVAL;
6780 }
6781
6782 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6783 {
6784         int count = 0;
6785
6786         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6787                 count++;
6788         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6789                 count++;
6790         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6791                 count++;
6792         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6793                 count++;
6794         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6795                 count++;
6796
6797         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6798          * which is sufficient for the helper functions we have
6799          * right now.
6800          */
6801         return count <= 1;
6802 }
6803
6804 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6805 {
6806         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6807         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6808         bool is_next_size = false;
6809
6810         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6811                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6812
6813         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6814                 return is_next_size;
6815
6816         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6817 }
6818
6819 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6820 {
6821         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6822          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6823          * to be paired, so make sure there's no buggy
6824          * helper function specification.
6825          */
6826         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6827             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6828             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6829             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6830             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6831             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6832                 return false;
6833
6834         return true;
6835 }
6836
6837 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6838 {
6839         int i;
6840
6841         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6842                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
6843                         return !!fn->arg_btf_id[i];
6844                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
6845                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
6846                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6847                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6848                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
6849                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
6850                         return false;
6851         }
6852
6853         return true;
6854 }
6855
6856 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6857 {
6858         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6859                check_arg_pair_ok(fn) &&
6860                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
6861 }
6862
6863 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6864  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6865  */
6866 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6867 {
6868         struct bpf_func_state *state;
6869         struct bpf_reg_state *reg;
6870
6871         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6872                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6873                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6874         }));
6875 }
6876
6877 enum {
6878         AT_PKT_END = -1,
6879         BEYOND_PKT_END = -2,
6880 };
6881
6882 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6883 {
6884         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6885         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6886
6887         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6888                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6889                 return;
6890
6891         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6892          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6893          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6894          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6895          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6896          */
6897         if (range_open)
6898                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6899         else
6900                 reg->range = AT_PKT_END;
6901 }
6902
6903 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6904  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6905  */
6906 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6907                              int ref_obj_id)
6908 {
6909         struct bpf_func_state *state;
6910         struct bpf_reg_state *reg;
6911         int err;
6912
6913         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6914         if (err)
6915                 return err;
6916
6917         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6918                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
6919                         if (!env->allow_ptr_leaks)
6920                                 __mark_reg_not_init(env, reg);
6921                         else
6922                                 __mark_reg_unknown(env, reg);
6923                 }
6924         }));
6925
6926         return 0;
6927 }
6928
6929 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6930                                     struct bpf_reg_state *regs)
6931 {
6932         int i;
6933
6934         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6935         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6936                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6937                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6938         }
6939 }
6940
6941 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6942                                    struct bpf_func_state *caller,
6943                                    struct bpf_func_state *callee,
6944                                    int insn_idx);
6945
6946 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6947                             struct bpf_func_state *caller,
6948                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
6949
6950 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6951                              int *insn_idx, int subprog,
6952                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6953 {
6954         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6955         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6956         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6957         int err;
6958         bool is_global = false;
6959
6960         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6961                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6962                         state->curframe + 2);
6963                 return -E2BIG;
6964         }
6965
6966         caller = state->frame[state->curframe];
6967         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6968                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6969                         state->curframe + 1);
6970                 return -EFAULT;
6971         }
6972
6973         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6974         if (func_info_aux)
6975                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6976         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
6977         if (err == -EFAULT)
6978                 return err;
6979         if (is_global) {
6980                 if (err) {
6981                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6982                                 subprog);
6983                         return err;
6984                 } else {
6985                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6986                                 verbose(env,
6987                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6988                                         subprog);
6989                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6990
6991                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6992                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6993                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6994
6995                         /* continue with next insn after call */
6996                         return 0;
6997                 }
6998         }
6999
7000         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
7001          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
7002          * callbacks
7003          */
7004         if (set_callee_state_cb != set_callee_state && !is_callback_calling_function(insn->imm)) {
7005                 verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d is not marked as callback-calling\n",
7006                         func_id_name(insn->imm), insn->imm);
7007                 return -EFAULT;
7008         }
7009
7010         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
7011             insn->src_reg == 0 &&
7012             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
7013                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
7014
7015                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
7016                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
7017                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
7018                                          *insn_idx, subprog);
7019                 if (!async_cb)
7020                         return -EFAULT;
7021                 callee = async_cb->frame[0];
7022                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
7023
7024                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
7025                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
7026                 if (err)
7027                         return err;
7028
7029                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7030                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
7031                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7032                 /* continue with next insn after call */
7033                 return 0;
7034         }
7035
7036         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
7037         if (!callee)
7038                 return -ENOMEM;
7039         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
7040
7041         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
7042          * into its own stack before reading from it.
7043          * callee can read/write into caller's stack
7044          */
7045         init_func_state(env, callee,
7046                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
7047                         *insn_idx /* callsite */,
7048                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
7049                         subprog /* subprog number within this prog */);
7050
7051         /* Transfer references to the callee */
7052         err = copy_reference_state(callee, caller);
7053         if (err)
7054                 goto err_out;
7055
7056         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
7057         if (err)
7058                 goto err_out;
7059
7060         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
7061
7062         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
7063         state->curframe++;
7064
7065         /* and go analyze first insn of the callee */
7066         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
7067
7068         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7069                 verbose(env, "caller:\n");
7070                 print_verifier_state(env, caller, true);
7071                 verbose(env, "callee:\n");
7072                 print_verifier_state(env, callee, true);
7073         }
7074         return 0;
7075
7076 err_out:
7077         free_func_state(callee);
7078         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
7079         return err;
7080 }
7081
7082 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
7083                                    struct bpf_func_state *caller,
7084                                    struct bpf_func_state *callee)
7085 {
7086         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
7087          *      void *callback_ctx, u64 flags);
7088          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
7089          *      void *callback_ctx);
7090          */
7091         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
7092
7093         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
7094         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7095         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7096
7097         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7098         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
7099         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7100
7101         /* pointer to stack or null */
7102         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
7103
7104         /* unused */
7105         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7106         return 0;
7107 }
7108
7109 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
7110                             struct bpf_func_state *caller,
7111                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
7112 {
7113         int i;
7114
7115         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
7116          * pointers, which connects us up to the liveness chain
7117          */
7118         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
7119                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
7120         return 0;
7121 }
7122
7123 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7124                            int *insn_idx)
7125 {
7126         int subprog, target_insn;
7127
7128         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
7129         subprog = find_subprog(env, target_insn);
7130         if (subprog < 0) {
7131                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
7132                         target_insn);
7133                 return -EFAULT;
7134         }
7135
7136         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
7137 }
7138
7139 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7140                                        struct bpf_func_state *caller,
7141                                        struct bpf_func_state *callee,
7142                                        int insn_idx)
7143 {
7144         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7145         struct bpf_map *map;
7146         int err;
7147
7148         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
7149                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
7150                 return -EINVAL;
7151         }
7152
7153         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
7154         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
7155             !map->ops->map_for_each_callback) {
7156                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
7157                 return -ENOTSUPP;
7158         }
7159
7160         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
7161         if (err)
7162                 return err;
7163
7164         callee->in_callback_fn = true;
7165         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7166         return 0;
7167 }
7168
7169 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7170                                    struct bpf_func_state *caller,
7171                                    struct bpf_func_state *callee,
7172                                    int insn_idx)
7173 {
7174         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
7175          *          u64 flags);
7176          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
7177          */
7178         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
7179         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
7180
7181         /* unused */
7182         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
7183         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7184         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7185
7186         callee->in_callback_fn = true;
7187         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7188         return 0;
7189 }
7190
7191 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7192                                     struct bpf_func_state *caller,
7193                                     struct bpf_func_state *callee,
7194                                     int insn_idx)
7195 {
7196         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
7197
7198         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
7199          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
7200          */
7201         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
7202         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
7203         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
7204
7205         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
7206         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7207         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
7208
7209         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
7210         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
7211         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
7212
7213         /* unused */
7214         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7215         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7216         callee->in_async_callback_fn = true;
7217         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7218         return 0;
7219 }
7220
7221 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7222                                        struct bpf_func_state *caller,
7223                                        struct bpf_func_state *callee,
7224                                        int insn_idx)
7225 {
7226         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
7227          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
7228          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
7229          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
7230          */
7231         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
7232
7233         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
7234         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
7235         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
7236         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
7237
7238         /* pointer to stack or null */
7239         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
7240
7241         /* unused */
7242         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7243         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7244         callee->in_callback_fn = true;
7245         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7246         return 0;
7247 }
7248
7249 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
7250                                            struct bpf_func_state *caller,
7251                                            struct bpf_func_state *callee,
7252                                            int insn_idx)
7253 {
7254         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
7255          *                        callback_ctx, u64 flags);
7256          * callback_fn(struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
7257          */
7258         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
7259         callee->regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL;
7260         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
7261         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
7262
7263         /* unused */
7264         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
7265         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
7266         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
7267
7268         callee->in_callback_fn = true;
7269         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
7270         return 0;
7271 }
7272
7273 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
7274 {
7275         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
7276         struct bpf_func_state *caller, *callee;
7277         struct bpf_reg_state *r0;
7278         int err;
7279
7280         callee = state->frame[state->curframe];
7281         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
7282         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
7283                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
7284                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
7285                  * since these pointers are valid. Only current stack
7286                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
7287                  * but let's be conservative
7288                  */
7289                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
7290                 return -EINVAL;
7291         }
7292
7293         caller = state->frame[state->curframe - 1];
7294         if (callee->in_callback_fn) {
7295                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
7296                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
7297
7298                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
7299                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
7300                         return -EACCES;
7301                 }
7302                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
7303                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
7304                         return -EINVAL;
7305                 }
7306         } else {
7307                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
7308                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
7309         }
7310
7311         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
7312          * reference state at this point, or check_reference_leak would
7313          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
7314          * to copy it back.
7315          */
7316         if (!callee->in_callback_fn) {
7317                 /* Transfer references to the caller */
7318                 err = copy_reference_state(caller, callee);
7319                 if (err)
7320                         return err;
7321         }
7322
7323         *insn_idx = callee->callsite + 1;
7324         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7325                 verbose(env, "returning from callee:\n");
7326                 print_verifier_state(env, callee, true);
7327                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
7328                 print_verifier_state(env, caller, true);
7329         }
7330         /* clear everything in the callee */
7331         free_func_state(callee);
7332         state->frame[state->curframe--] = NULL;
7333         return 0;
7334 }
7335
7336 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
7337                                    int func_id,
7338                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7339 {
7340         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
7341
7342         if (ret_type != RET_INTEGER ||
7343             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
7344              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
7345              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
7346              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
7347              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
7348                 return;
7349
7350         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
7351         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
7352         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
7353         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
7354         reg_bounds_sync(ret_reg);
7355 }
7356
7357 static int
7358 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7359                 int func_id, int insn_idx)
7360 {
7361         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7362         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7363
7364         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
7365             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7366             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
7367             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7368             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
7369             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7370             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7371             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
7372             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7373             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
7374                 return 0;
7375
7376         if (map == NULL) {
7377                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7378                 return -EINVAL;
7379         }
7380
7381         /* In case of read-only, some additional restrictions
7382          * need to be applied in order to prevent altering the
7383          * state of the map from program side.
7384          */
7385         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7386             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7387              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7388              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7389              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7390                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7391                 return -EACCES;
7392         }
7393
7394         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7395                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7396                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7397         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7398                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7399                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7400         return 0;
7401 }
7402
7403 static int
7404 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7405                 int func_id, int insn_idx)
7406 {
7407         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7408         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7409         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7410         u64 val, max;
7411         int err;
7412
7413         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7414                 return 0;
7415         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7416                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7417                 return -EINVAL;
7418         }
7419
7420         reg = &regs[BPF_REG_3];
7421         val = reg->var_off.value;
7422         max = map->max_entries;
7423
7424         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
7425                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7426                 return 0;
7427         }
7428
7429         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7430         if (err)
7431                 return err;
7432         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7433                 bpf_map_key_store(aux, val);
7434         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7435                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7436                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7437         return 0;
7438 }
7439
7440 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7441 {
7442         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7443         bool refs_lingering = false;
7444         int i;
7445
7446         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
7447                 return 0;
7448
7449         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7450                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
7451                         continue;
7452                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7453                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7454                 refs_lingering = true;
7455         }
7456         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
7457 }
7458
7459 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7460                                    struct bpf_reg_state *regs)
7461 {
7462         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7463         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7464         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7465         int err, fmt_map_off, num_args;
7466         u64 fmt_addr;
7467         char *fmt;
7468
7469         /* data must be an array of u64 */
7470         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7471                 return -EINVAL;
7472         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7473
7474         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7475          * and map_direct_value_addr is set.
7476          */
7477         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7478         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7479                                                   fmt_map_off);
7480         if (err) {
7481                 verbose(env, "verifier bug\n");
7482                 return -EFAULT;
7483         }
7484         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7485
7486         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7487          * can focus on validating the format specifiers.
7488          */
7489         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7490         if (err < 0)
7491                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7492
7493         return err;
7494 }
7495
7496 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7497 {
7498         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7499         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7500
7501         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7502                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7503                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7504                                 func_id_name(func_id), func_id);
7505                         return -ENOTSUPP;
7506                 }
7507                 return 0;
7508         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7509                 return 0;
7510         }
7511
7512         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7513                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7514         return -ENOTSUPP;
7515 }
7516
7517 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7518 {
7519         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7520 }
7521
7522 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
7523 {
7524         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7525         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
7526         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
7527
7528         if (reg_is_null)
7529                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
7530
7531         return reg_is_null;
7532 }
7533
7534 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
7535 {
7536         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
7537
7538         if (!state->initialized) {
7539                 state->initialized = 1;
7540                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
7541                 state->callback_subprogno = subprogno;
7542                 return;
7543         }
7544
7545         if (!state->fit_for_inline)
7546                 return;
7547
7548         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
7549                                  state->callback_subprogno == subprogno);
7550 }
7551
7552 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7553                              int *insn_idx_p)
7554 {
7555         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7556         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7557         enum bpf_return_type ret_type;
7558         enum bpf_type_flag ret_flag;
7559         struct bpf_reg_state *regs;
7560         struct bpf_call_arg_meta meta;
7561         int insn_idx = *insn_idx_p;
7562         bool changes_data;
7563         int i, err, func_id;
7564
7565         /* find function prototype */
7566         func_id = insn->imm;
7567         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7568                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7569                         func_id);
7570                 return -EINVAL;
7571         }
7572
7573         if (env->ops->get_func_proto)
7574                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7575         if (!fn) {
7576                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7577                         func_id);
7578                 return -EINVAL;
7579         }
7580
7581         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7582         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7583                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7584                 return -EINVAL;
7585         }
7586
7587         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7588                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7589                 return -EINVAL;
7590         }
7591
7592         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
7593                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
7594                 return -EINVAL;
7595         }
7596
7597         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7598         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7599         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7600                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7601                         func_id_name(func_id), func_id);
7602                 return -EINVAL;
7603         }
7604
7605         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7606         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7607
7608         err = check_func_proto(fn, func_id);
7609         if (err) {
7610                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7611                         func_id_name(func_id), func_id);
7612                 return err;
7613         }
7614
7615         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
7616                 if (fn->might_sleep) {
7617                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
7618                                 func_id_name(func_id), func_id);
7619                         return -EINVAL;
7620                 }
7621
7622                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
7623                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
7624         }
7625
7626         meta.func_id = func_id;
7627         /* check args */
7628         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7629                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7630                 if (err)
7631                         return err;
7632         }
7633
7634         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7635         if (err)
7636                 return err;
7637
7638         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7639         if (err)
7640                 return err;
7641
7642         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7643          * is inferred from register state.
7644          */
7645         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7646                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7647                                        BPF_WRITE, -1, false);
7648                 if (err)
7649                         return err;
7650         }
7651
7652         regs = cur_regs(env);
7653
7654         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7655                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7656                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7657                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7658                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7659                         if (err)
7660                                 return err;
7661                 }
7662
7663                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7664                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7665                                               insn_idx);
7666                 if (err)
7667                         return err;
7668         }
7669
7670         if (meta.release_regno) {
7671                 err = -EINVAL;
7672                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7673                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7674                 else if (meta.ref_obj_id)
7675                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7676                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7677                  * released is NULL, which must be > R0.
7678                  */
7679                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7680                         err = 0;
7681                 if (err) {
7682                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7683                                 func_id_name(func_id), func_id);
7684                         return err;
7685                 }
7686         }
7687
7688         switch (func_id) {
7689         case BPF_FUNC_tail_call:
7690                 err = check_reference_leak(env);
7691                 if (err) {
7692                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7693                         return err;
7694                 }
7695                 break;
7696         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7697                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7698                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7699                  */
7700                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7701                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7702                         return -EINVAL;
7703                 }
7704                 break;
7705         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7706                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7707                                         set_map_elem_callback_state);
7708                 break;
7709         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7710                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7711                                         set_timer_callback_state);
7712                 break;
7713         case BPF_FUNC_find_vma:
7714                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7715                                         set_find_vma_callback_state);
7716                 break;
7717         case BPF_FUNC_snprintf:
7718                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7719                 break;
7720         case BPF_FUNC_loop:
7721                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
7722                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7723                                         set_loop_callback_state);
7724                 break;
7725         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7726                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7727                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7728                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7729                         return -EACCES;
7730                 }
7731                 break;
7732         case BPF_FUNC_set_retval:
7733                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7734                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
7735                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
7736                                 /* Make sure programs that attach to void
7737                                  * hooks don't try to modify return value.
7738                                  */
7739                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
7740                                 return -EINVAL;
7741                         }
7742                 }
7743                 break;
7744         case BPF_FUNC_dynptr_data:
7745                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7746                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7747                                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1 + i];
7748
7749                                 if (meta.ref_obj_id) {
7750                                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
7751                                         return -EFAULT;
7752                                 }
7753
7754                                 if (base_type(reg->type) != PTR_TO_DYNPTR)
7755                                         /* Find the id of the dynptr we're
7756                                          * tracking the reference of
7757                                          */
7758                                         meta.ref_obj_id = stack_slot_get_id(env, reg);
7759                                 break;
7760                         }
7761                 }
7762                 if (i == MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
7763                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr in bpf_dynptr_data()\n");
7764                         return -EFAULT;
7765                 }
7766                 break;
7767         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7768                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7769                                         set_user_ringbuf_callback_state);
7770                 break;
7771         }
7772
7773         if (err)
7774                 return err;
7775
7776         /* reset caller saved regs */
7777         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7778                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7779                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7780         }
7781
7782         /* helper call returns 64-bit value. */
7783         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7784
7785         /* update return register (already marked as written above) */
7786         ret_type = fn->ret_type;
7787         ret_flag = type_flag(ret_type);
7788
7789         switch (base_type(ret_type)) {
7790         case RET_INTEGER:
7791                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7792                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7793                 break;
7794         case RET_VOID:
7795                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7796                 break;
7797         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
7798                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7799                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7800                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7801                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7802                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7803                  */
7804                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7805                         verbose(env,
7806                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7807                         return -EINVAL;
7808                 }
7809                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7810                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7811                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7812                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7813                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
7814                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7815                 }
7816                 break;
7817         case RET_PTR_TO_SOCKET:
7818                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7819                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7820                 break;
7821         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
7822                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7823                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7824                 break;
7825         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
7826                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7827                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7828                 break;
7829         case RET_PTR_TO_MEM:
7830                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7831                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7832                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7833                 break;
7834         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
7835         {
7836                 const struct btf_type *t;
7837
7838                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7839                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7840                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7841                         u32 tsize;
7842                         const struct btf_type *ret;
7843                         const char *tname;
7844
7845                         /* resolve the type size of ksym. */
7846                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7847                         if (IS_ERR(ret)) {
7848                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7849                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7850                                         tname, PTR_ERR(ret));
7851                                 return -EINVAL;
7852                         }
7853                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7854                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7855                 } else {
7856                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7857                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7858                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7859                          * check_mem_access().
7860                          */
7861                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7862
7863                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7864                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7865                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7866                 }
7867                 break;
7868         }
7869         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
7870         {
7871                 struct btf *ret_btf;
7872                 int ret_btf_id;
7873
7874                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7875                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7876                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7877                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
7878                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
7879                 } else {
7880                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7881                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7882                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
7883                                         func_id_name(func_id));
7884                                 return -EINVAL;
7885                         }
7886                         ret_btf = btf_vmlinux;
7887                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7888                 }
7889                 if (ret_btf_id == 0) {
7890                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7891                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7892                                 func_id);
7893                         return -EINVAL;
7894                 }
7895                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7896                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7897                 break;
7898         }
7899         default:
7900                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7901                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7902                 return -EINVAL;
7903         }
7904
7905         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7906                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7907
7908         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
7909                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
7910                         func_id_name(func_id), func_id);
7911                 return -EFAULT;
7912         }
7913
7914         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
7915                 /* For release_reference() */
7916                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7917         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7918                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7919
7920                 if (id < 0)
7921                         return id;
7922                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7923                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7924                 /* For release_reference() */
7925                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7926         }
7927
7928         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7929
7930         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7931         if (err)
7932                 return err;
7933
7934         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7935              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7936             !env->prog->has_callchain_buf) {
7937                 const char *err_str;
7938
7939 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7940                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7941                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7942 #else
7943                 err = -ENOTSUPP;
7944                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7945 #endif
7946                 if (err) {
7947                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7948                         return err;
7949                 }
7950
7951                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7952         }
7953
7954         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7955                 env->prog->call_get_stack = true;
7956
7957         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7958                 if (check_get_func_ip(env))
7959                         return -ENOTSUPP;
7960                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7961         }
7962
7963         if (changes_data)
7964                 clear_all_pkt_pointers(env);
7965         return 0;
7966 }
7967
7968 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7969  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7970  */
7971 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7972                                    size_t reg_size)
7973 {
7974         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7975
7976         if (regno == BPF_REG_0) {
7977                 /* Function return value */
7978                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7979                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7980                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7981         } else {
7982                 /* Function argument */
7983                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7984                         mark_insn_zext(env, reg);
7985                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7986                 } else {
7987                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7988                 }
7989         }
7990 }
7991
7992 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
7993         /* In parameters */
7994         struct btf *btf;
7995         u32 func_id;
7996         u32 kfunc_flags;
7997         const struct btf_type *func_proto;
7998         const char *func_name;
7999         /* Out parameters */
8000         u32 ref_obj_id;
8001         u8 release_regno;
8002         bool r0_rdonly;
8003         u32 ret_btf_id;
8004         u64 r0_size;
8005         struct {
8006                 u64 value;
8007                 bool found;
8008         } arg_constant;
8009         struct {
8010                 struct btf *btf;
8011                 u32 btf_id;
8012         } arg_obj_drop;
8013         struct {
8014                 struct btf_field *field;
8015         } arg_list_head;
8016 };
8017
8018 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8019 {
8020         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
8021 }
8022
8023 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8024 {
8025         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
8026 }
8027
8028 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8029 {
8030         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
8031 }
8032
8033 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8034 {
8035         return meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS;
8036 }
8037
8038 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8039 {
8040         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
8041 }
8042
8043 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8044 {
8045         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
8046 }
8047
8048 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8049 {
8050         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
8051 }
8052
8053 static bool is_kfunc_arg_kptr_get(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
8054 {
8055         return arg == 0 && (meta->kfunc_flags & KF_KPTR_GET);
8056 }
8057
8058 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
8059                                        const struct btf_param *arg,
8060                                        const char *suffix)
8061 {
8062         int suffix_len = strlen(suffix), len;
8063         const char *param_name;
8064
8065         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
8066         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
8067         if (str_is_empty(param_name))
8068                 return false;
8069         len = strlen(param_name);
8070         if (len < suffix_len)
8071                 return false;
8072         param_name += len - suffix_len;
8073         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
8074 }
8075
8076 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
8077                                   const struct btf_param *arg,
8078                                   const struct bpf_reg_state *reg)
8079 {
8080         const struct btf_type *t;
8081
8082         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
8083         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
8084                 return false;
8085
8086         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
8087 }
8088
8089 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8090 {
8091         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
8092 }
8093
8094 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8095 {
8096         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
8097 }
8098
8099 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8100 {
8101         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
8102 }
8103
8104 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
8105                                           const struct btf_param *arg,
8106                                           const char *name)
8107 {
8108         int len, target_len = strlen(name);
8109         const char *param_name;
8110
8111         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
8112         if (str_is_empty(param_name))
8113                 return false;
8114         len = strlen(param_name);
8115         if (len != target_len)
8116                 return false;
8117         if (strcmp(param_name, name))
8118                 return false;
8119
8120         return true;
8121 }
8122
8123 enum {
8124         KF_ARG_DYNPTR_ID,
8125         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
8126         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
8127 };
8128
8129 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
8130 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
8131 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
8132 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
8133
8134 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
8135                                     const struct btf_param *arg, int type)
8136 {
8137         const struct btf_type *t;
8138         u32 res_id;
8139
8140         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
8141         if (!t)
8142                 return false;
8143         if (!btf_type_is_ptr(t))
8144                 return false;
8145         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
8146         if (!t)
8147                 return false;
8148         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
8149 }
8150
8151 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8152 {
8153         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
8154 }
8155
8156 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8157 {
8158         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
8159 }
8160
8161 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
8162 {
8163         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
8164 }
8165
8166 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
8167 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
8168                                         const struct btf *btf,
8169                                         const struct btf_type *t, int rec)
8170 {
8171         const struct btf_type *member_type;
8172         const struct btf_member *member;
8173         u32 i;
8174
8175         if (!btf_type_is_struct(t))
8176                 return false;
8177
8178         for_each_member(i, t, member) {
8179                 const struct btf_array *array;
8180
8181                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
8182                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
8183                         if (rec >= 3) {
8184                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
8185                                 return false;
8186                         }
8187                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
8188                                 return false;
8189                         continue;
8190                 }
8191                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
8192                         array = btf_array(member_type);
8193                         if (!array->nelems)
8194                                 return false;
8195                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
8196                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
8197                                 return false;
8198                         continue;
8199                 }
8200                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
8201                         return false;
8202         }
8203         return true;
8204 }
8205
8206
8207 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
8208 #ifdef CONFIG_NET
8209         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
8210         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
8211         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
8212 #endif
8213 };
8214
8215 enum kfunc_ptr_arg_type {
8216         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
8217         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,  /* Allocated object */
8218         KF_ARG_PTR_TO_KPTR,          /* PTR_TO_KPTR but type specific */
8219         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
8220         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
8221         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
8222         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,        /* Also covers reg2btf_ids conversions */
8223         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
8224         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,      /* Size derived from next argument, skip it */
8225 };
8226
8227 enum special_kfunc_type {
8228         KF_bpf_obj_new_impl,
8229         KF_bpf_obj_drop_impl,
8230         KF_bpf_list_push_front,
8231         KF_bpf_list_push_back,
8232         KF_bpf_list_pop_front,
8233         KF_bpf_list_pop_back,
8234         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
8235         KF_bpf_rdonly_cast,
8236         KF_bpf_rcu_read_lock,
8237         KF_bpf_rcu_read_unlock,
8238 };
8239
8240 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
8241 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
8242 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
8243 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
8244 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
8245 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
8246 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
8247 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
8248 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
8249 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
8250
8251 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
8252 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
8253 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
8254 BTF_ID(func, bpf_list_push_front)
8255 BTF_ID(func, bpf_list_push_back)
8256 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
8257 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
8258 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
8259 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
8260 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
8261 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
8262
8263 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8264 {
8265         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
8266 }
8267
8268 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8269 {
8270         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
8271 }
8272
8273 static enum kfunc_ptr_arg_type
8274 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
8275                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8276                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
8277                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
8278                        int argno, int nargs)
8279 {
8280         u32 regno = argno + 1;
8281         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8282         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
8283         bool arg_mem_size = false;
8284
8285         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
8286                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
8287
8288         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
8289          * leaving the rest of the verification with respect to the register
8290          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
8291          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
8292          */
8293         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
8294                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
8295
8296         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
8297                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
8298
8299         if (is_kfunc_arg_kptr_get(meta, argno)) {
8300                 if (!btf_type_is_ptr(ref_t)) {
8301                         verbose(env, "arg#0 BTF type must be a double pointer for kptr_get kfunc\n");
8302                         return -EINVAL;
8303                 }
8304                 ref_t = btf_type_by_id(meta->btf, ref_t->type);
8305                 ref_tname = btf_name_by_offset(meta->btf, ref_t->name_off);
8306                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
8307                         verbose(env, "kernel function %s args#0 pointer type %s %s is not supported\n",
8308                                 meta->func_name, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8309                         return -EINVAL;
8310                 }
8311                 return KF_ARG_PTR_TO_KPTR;
8312         }
8313
8314         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
8315                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
8316
8317         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
8318                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
8319
8320         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
8321                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
8322
8323         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
8324                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
8325                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
8326                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8327                         return -EINVAL;
8328                 }
8329                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
8330         }
8331
8332         if (argno + 1 < nargs && is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]))
8333                 arg_mem_size = true;
8334
8335         /* This is the catch all argument type of register types supported by
8336          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
8337          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
8338          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
8339          */
8340         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
8341             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
8342                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
8343                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
8344                 return -EINVAL;
8345         }
8346         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
8347 }
8348
8349 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
8350                                         struct bpf_reg_state *reg,
8351                                         const struct btf_type *ref_t,
8352                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
8353                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8354                                         int argno)
8355 {
8356         const struct btf_type *reg_ref_t;
8357         bool strict_type_match = false;
8358         const struct btf *reg_btf;
8359         const char *reg_ref_tname;
8360         u32 reg_ref_id;
8361
8362         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
8363                 reg_btf = reg->btf;
8364                 reg_ref_id = reg->btf_id;
8365         } else {
8366                 reg_btf = btf_vmlinux;
8367                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
8368         }
8369
8370         if (is_kfunc_trusted_args(meta) || (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id))
8371                 strict_type_match = true;
8372
8373         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
8374         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
8375         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
8376                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
8377                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
8378                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
8379                 return -EINVAL;
8380         }
8381         return 0;
8382 }
8383
8384 static int process_kf_arg_ptr_to_kptr(struct bpf_verifier_env *env,
8385                                       struct bpf_reg_state *reg,
8386                                       const struct btf_type *ref_t,
8387                                       const char *ref_tname,
8388                                       struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
8389                                       int argno)
8390 {
8391         struct btf_field *kptr_field;
8392
8393         /* check_func_arg_reg_off allows var_off for
8394          * PTR_TO_MAP_VALUE, but we need fixed offset to find
8395          * off_desc.
8396          */
8397         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8398                 verbose(env, "arg#0 must have constant offset\n");
8399                 return -EINVAL;
8400         }
8401
8402         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record, reg->off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
8403         if (!kptr_field || kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
8404                 verbose(env, "arg#0 no referenced kptr at map value offset=%llu\n",
8405                         reg->off + reg->var_off.value);
8406                 return -EINVAL;
8407         }
8408
8409         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, meta->btf, ref_t->type, 0, kptr_field->kptr.btf,
8410                                   kptr_field->kptr.btf_id, true)) {
8411                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s\n",
8412                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8413                 return -EINVAL;
8414         }
8415         return 0;
8416 }
8417
8418 static int ref_set_release_on_unlock(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
8419 {
8420         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
8421         struct bpf_reg_state *reg;
8422         int i;
8423
8424         /* bpf_spin_lock only allows calling list_push and list_pop, no BPF
8425          * subprogs, no global functions. This means that the references would
8426          * not be released inside the critical section but they may be added to
8427          * the reference state, and the acquired_refs are never copied out for a
8428          * different frame as BPF to BPF calls don't work in bpf_spin_lock
8429          * critical sections.
8430          */
8431         if (!ref_obj_id) {
8432                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for release_on_unlock\n");
8433                 return -EFAULT;
8434         }
8435         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
8436                 if (state->refs[i].id == ref_obj_id) {
8437                         if (state->refs[i].release_on_unlock) {
8438                                 verbose(env, "verifier internal error: expected false release_on_unlock");
8439                                 return -EFAULT;
8440                         }
8441                         state->refs[i].release_on_unlock = true;
8442                         /* Now mark everyone sharing same ref_obj_id as untrusted */
8443                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8444                                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8445                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
8446                         }));
8447                         return 0;
8448                 }
8449         }
8450         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
8451         return -EFAULT;
8452 }
8453
8454 /* Implementation details:
8455  *
8456  * Each register points to some region of memory, which we define as an
8457  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
8458  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
8459  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
8460  * memory region.
8461  *
8462  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
8463  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
8464  *
8465  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
8466  * bpf_spin_lock is called.
8467  *
8468  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
8469  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
8470  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
8471  *
8472  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
8473  * supported register types.
8474  *
8475  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
8476  * allocated objects is the reg->btf pointer.
8477  *
8478  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
8479  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
8480  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
8481  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
8482  *
8483  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
8484  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
8485  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
8486  *
8487  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
8488  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
8489  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
8490  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
8491  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
8492  * active_lock.id.
8493  *
8494  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
8495  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
8496  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
8497  */
8498 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8499 {
8500         void *ptr;
8501         u32 id;
8502
8503         switch ((int)reg->type) {
8504         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8505                 ptr = reg->map_ptr;
8506                 break;
8507         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8508         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_TRUSTED:
8509                 ptr = reg->btf;
8510                 break;
8511         default:
8512                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
8513                 return -EFAULT;
8514         }
8515         id = reg->id;
8516
8517         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
8518                 return -EINVAL;
8519         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
8520             env->cur_state->active_lock.id != id) {
8521                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
8522                 return -EINVAL;
8523         }
8524         return 0;
8525 }
8526
8527 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
8528 {
8529         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] ||
8530                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back] ||
8531                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
8532                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
8533 }
8534
8535 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
8536                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
8537                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8538 {
8539         struct btf_field *field;
8540         struct btf_record *rec;
8541         u32 list_head_off;
8542
8543         if (meta->btf != btf_vmlinux || !is_bpf_list_api_kfunc(meta->func_id)) {
8544                 verbose(env, "verifier internal error: bpf_list_head argument for unknown kfunc\n");
8545                 return -EFAULT;
8546         }
8547
8548         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8549                 verbose(env,
8550                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_list_head has to be at the constant offset\n",
8551                         regno);
8552                 return -EINVAL;
8553         }
8554
8555         rec = reg_btf_record(reg);
8556         list_head_off = reg->off + reg->var_off.value;
8557         field = btf_record_find(rec, list_head_off, BPF_LIST_HEAD);
8558         if (!field) {
8559                 verbose(env, "bpf_list_head not found at offset=%u\n", list_head_off);
8560                 return -EINVAL;
8561         }
8562
8563         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
8564         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
8565                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for bpf_list_head\n",
8566                         rec->spin_lock_off);
8567                 return -EINVAL;
8568         }
8569
8570         if (meta->arg_list_head.field) {
8571                 verbose(env, "verifier internal error: repeating bpf_list_head arg\n");
8572                 return -EFAULT;
8573         }
8574         meta->arg_list_head.field = field;
8575         return 0;
8576 }
8577
8578 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
8579                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
8580                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8581 {
8582         const struct btf_type *et, *t;
8583         struct btf_field *field;
8584         struct btf_record *rec;
8585         u32 list_node_off;
8586
8587         if (meta->btf != btf_vmlinux ||
8588             (meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front] &&
8589              meta->func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back])) {
8590                 verbose(env, "verifier internal error: bpf_list_node argument for unknown kfunc\n");
8591                 return -EFAULT;
8592         }
8593
8594         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8595                 verbose(env,
8596                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_list_node has to be at the constant offset\n",
8597                         regno);
8598                 return -EINVAL;
8599         }
8600
8601         rec = reg_btf_record(reg);
8602         list_node_off = reg->off + reg->var_off.value;
8603         field = btf_record_find(rec, list_node_off, BPF_LIST_NODE);
8604         if (!field || field->offset != list_node_off) {
8605                 verbose(env, "bpf_list_node not found at offset=%u\n", list_node_off);
8606                 return -EINVAL;
8607         }
8608
8609         field = meta->arg_list_head.field;
8610
8611         et = btf_type_by_id(field->list_head.btf, field->list_head.value_btf_id);
8612         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
8613         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->list_head.btf,
8614                                   field->list_head.value_btf_id, true)) {
8615                 verbose(env, "operation on bpf_list_head expects arg#1 bpf_list_node at offset=%d "
8616                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
8617                         field->list_head.node_offset, btf_name_by_offset(field->list_head.btf, et->name_off),
8618                         list_node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
8619                 return -EINVAL;
8620         }
8621
8622         if (list_node_off != field->list_head.node_offset) {
8623                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected bpf_list_node at offset=%d in struct %s\n",
8624                         list_node_off, field->list_head.node_offset,
8625                         btf_name_by_offset(field->list_head.btf, et->name_off));
8626                 return -EINVAL;
8627         }
8628         /* Set arg#1 for expiration after unlock */
8629         return ref_set_release_on_unlock(env, reg->ref_obj_id);
8630 }
8631
8632 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
8633 {
8634         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
8635         const struct btf *btf = meta->btf;
8636         const struct btf_param *args;
8637         u32 i, nargs;
8638         int ret;
8639
8640         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
8641         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
8642         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
8643                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
8644                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
8645                 return -EINVAL;
8646         }
8647
8648         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
8649          * verifier sees.
8650          */
8651         for (i = 0; i < nargs; i++) {
8652                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
8653                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
8654                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
8655                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
8656                 bool is_ret_buf_sz = false;
8657                 int kf_arg_type;
8658
8659                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
8660
8661                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
8662                         continue;
8663
8664                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
8665                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
8666                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
8667                                 return -EINVAL;
8668                         }
8669
8670                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
8671                                 if (meta->arg_constant.found) {
8672                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
8673                                         return -EFAULT;
8674                                 }
8675                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8676                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
8677                                         return -EINVAL;
8678                                 }
8679                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
8680                                 if (ret < 0)
8681                                         return ret;
8682                                 meta->arg_constant.found = true;
8683                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
8684                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
8685                                 meta->r0_rdonly = true;
8686                                 is_ret_buf_sz = true;
8687                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
8688                                 is_ret_buf_sz = true;
8689                         }
8690
8691                         if (is_ret_buf_sz) {
8692                                 if (meta->r0_size) {
8693                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
8694                                         return -EINVAL;
8695                                 }
8696
8697                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8698                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
8699                                         return -EINVAL;
8700                                 }
8701
8702                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
8703                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
8704                                 if (ret)
8705                                         return ret;
8706                         }
8707                         continue;
8708                 }
8709
8710                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
8711                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
8712                         return -EINVAL;
8713                 }
8714
8715                 if (reg->ref_obj_id) {
8716                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
8717                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8718                                         regno, reg->ref_obj_id,
8719                                         meta->ref_obj_id);
8720                                 return -EFAULT;
8721                         }
8722                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8723                         if (is_kfunc_release(meta))
8724                                 meta->release_regno = regno;
8725                 }
8726
8727                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
8728                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
8729
8730                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
8731                 if (kf_arg_type < 0)
8732                         return kf_arg_type;
8733
8734                 switch (kf_arg_type) {
8735                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
8736                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
8737                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
8738                                 break;
8739
8740                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
8741                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
8742                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
8743                                         return -EINVAL;
8744                                 }
8745                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
8746                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
8747                                         return -EINVAL;
8748                                 }
8749                         }
8750
8751                         fallthrough;
8752                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
8753                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
8754                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
8755                         break;
8756                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
8757                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8758                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
8759                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
8760                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
8761                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
8762                         /* Trusted by default */
8763                         break;
8764                 default:
8765                         WARN_ON_ONCE(1);
8766                         return -EFAULT;
8767                 }
8768
8769                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
8770                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
8771                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8772                 if (ret < 0)
8773                         return ret;
8774
8775                 switch (kf_arg_type) {
8776                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
8777                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
8778                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
8779                                 return -EINVAL;
8780                         }
8781
8782                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
8783                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
8784                                 if (ret < 0)
8785                                         return -EINVAL;
8786                                 meta->ret_btf_id  = ret;
8787                         }
8788                         break;
8789                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
8790                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8791                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
8792                                 return -EINVAL;
8793                         }
8794                         if (!reg->ref_obj_id) {
8795                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8796                                 return -EINVAL;
8797                         }
8798                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
8799                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
8800                                 meta->arg_obj_drop.btf = reg->btf;
8801                                 meta->arg_obj_drop.btf_id = reg->btf_id;
8802                         }
8803                         break;
8804                 case KF_ARG_PTR_TO_KPTR:
8805                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
8806                                 verbose(env, "arg#0 expected pointer to map value\n");
8807                                 return -EINVAL;
8808                         }
8809                         ret = process_kf_arg_ptr_to_kptr(env, reg, ref_t, ref_tname, meta, i);
8810                         if (ret < 0)
8811                                 return ret;
8812                         break;
8813                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8814                         if (reg->type != PTR_TO_STACK) {
8815                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack\n", i);
8816                                 return -EINVAL;
8817                         }
8818
8819                         if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
8820                                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must be valid and initialized\n",
8821                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8822                                 return -EINVAL;
8823                         }
8824
8825                         if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL)) {
8826                                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s points to unsupported dynamic pointer type\n",
8827                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
8828                                 return -EINVAL;
8829                         }
8830                         break;
8831                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
8832                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
8833                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8834                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
8835                                 return -EINVAL;
8836                         }
8837                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
8838                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8839                                 return -EINVAL;
8840                         }
8841                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
8842                         if (ret < 0)
8843                                 return ret;
8844                         break;
8845                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
8846                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
8847                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
8848                                 return -EINVAL;
8849                         }
8850                         if (!reg->ref_obj_id) {
8851                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
8852                                 return -EINVAL;
8853                         }
8854                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
8855                         if (ret < 0)
8856                                 return ret;
8857                         break;
8858                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
8859                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
8860                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
8861                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
8862                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
8863                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
8864                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
8865                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
8866                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
8867                                 return -EINVAL;
8868                         }
8869                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
8870                         if (ret < 0)
8871                                 return ret;
8872                         break;
8873                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
8874                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
8875                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
8876                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
8877                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
8878                                 return -EINVAL;
8879                         }
8880                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
8881                         if (ret < 0)
8882                                 return ret;
8883                         break;
8884                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
8885                         ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, &regs[regno + 1], regno + 1);
8886                         if (ret < 0) {
8887                                 verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
8888                                 return ret;
8889                         }
8890                         /* Skip next '__sz' argument */
8891                         i++;
8892                         break;
8893                 }
8894         }
8895
8896         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
8897                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
8898                         func_name);
8899                 return -EINVAL;
8900         }
8901
8902         return 0;
8903 }
8904
8905 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8906                             int *insn_idx_p)
8907 {
8908         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
8909         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8910         const char *func_name, *ptr_type_name;
8911         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
8912         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
8913         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
8914         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
8915         const struct btf_param *args;
8916         const struct btf_type *ret_t;
8917         struct btf *desc_btf;
8918         u32 *kfunc_flags;
8919
8920         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
8921         if (!insn->imm)
8922                 return 0;
8923
8924         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
8925         if (IS_ERR(desc_btf))
8926                 return PTR_ERR(desc_btf);
8927
8928         func_id = insn->imm;
8929         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
8930         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
8931         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
8932
8933         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
8934         if (!kfunc_flags) {
8935                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
8936                         func_name);
8937                 return -EACCES;
8938         }
8939
8940         /* Prepare kfunc call metadata */
8941         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
8942         meta.btf = desc_btf;
8943         meta.func_id = func_id;
8944         meta.kfunc_flags = *kfunc_flags;
8945         meta.func_proto = func_proto;
8946         meta.func_name = func_name;
8947
8948         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
8949                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
8950                 return -EACCES;
8951         }
8952
8953         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
8954         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
8955                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
8956                 return -EACCES;
8957         }
8958
8959         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
8960         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
8961         if ((rcu_lock || rcu_unlock) && !env->rcu_tag_supported) {
8962                 verbose(env, "no vmlinux btf rcu tag support for kfunc %s\n", func_name);
8963                 return -EACCES;
8964         }
8965
8966         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
8967                 struct bpf_func_state *state;
8968                 struct bpf_reg_state *reg;
8969
8970                 if (rcu_lock) {
8971                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
8972                         return -EINVAL;
8973                 } else if (rcu_unlock) {
8974                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8975                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
8976                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
8977                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
8978                                 }
8979                         }));
8980                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
8981                 } else if (sleepable) {
8982                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
8983                         return -EACCES;
8984                 }
8985         } else if (rcu_lock) {
8986                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
8987         } else if (rcu_unlock) {
8988                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
8989                 return -EINVAL;
8990         }
8991
8992         /* Check the arguments */
8993         err = check_kfunc_args(env, &meta);
8994         if (err < 0)
8995                 return err;
8996         /* In case of release function, we get register number of refcounted
8997          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
8998          */
8999         if (meta.release_regno) {
9000                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
9001                 if (err) {
9002                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
9003                                 func_name, func_id);
9004                         return err;
9005                 }
9006         }
9007
9008         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
9009                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9010
9011         /* Check return type */
9012         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
9013
9014         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
9015                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
9016                 if (meta.btf != btf_vmlinux || meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
9017                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
9018                         return -EINVAL;
9019                 }
9020         }
9021
9022         if (btf_type_is_scalar(t)) {
9023                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9024                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
9025         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
9026                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
9027
9028                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
9029                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
9030                                 struct btf *ret_btf;
9031                                 u32 ret_btf_id;
9032
9033                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
9034                                         return -ENOMEM;
9035
9036                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
9037                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
9038                                         return -EINVAL;
9039                                 }
9040
9041                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
9042                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
9043
9044                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
9045                                 if (!ret_btf) {
9046                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
9047                                         return -EINVAL;
9048                                 }
9049
9050                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
9051                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
9052                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
9053                                         return -EINVAL;
9054                                 }
9055
9056                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9057                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
9058                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9059                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9060
9061                                 env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size = ret_t->size;
9062                                 env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta =
9063                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
9064                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
9065                                 env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta =
9066                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_obj_drop.btf,
9067                                                              meta.arg_obj_drop.btf_id);
9068                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
9069                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
9070                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
9071
9072                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9073                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
9074                                 regs[BPF_REG_0].btf = field->list_head.btf;
9075                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = field->list_head.value_btf_id;
9076                                 regs[BPF_REG_0].off = field->list_head.node_offset;
9077                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
9078                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9079                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
9080                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9081                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9082                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
9083                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
9084                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
9085                                         verbose(env,
9086                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
9087                                         return -EINVAL;
9088                                 }
9089
9090                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9091                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
9092                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9093                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
9094                         } else {
9095                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
9096                                         meta.func_name);
9097                                 return -EFAULT;
9098                         }
9099                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
9100                         if (!meta.r0_size) {
9101                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
9102                                                                    ptr_type->name_off);
9103                                 verbose(env,
9104                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
9105                                         func_name,
9106                                         btf_type_str(ptr_type),
9107                                         ptr_type_name);
9108                                 return -EINVAL;
9109                         }
9110
9111                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9112                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
9113                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
9114
9115                         if (meta.r0_rdonly)
9116                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
9117
9118                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
9119                         if (meta.ref_obj_id)
9120                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9121                 } else {
9122                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9123                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
9124                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
9125                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
9126                 }
9127
9128                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
9129                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
9130                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
9131                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9132                 }
9133                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
9134                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
9135                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9136
9137                         if (id < 0)
9138                                 return id;
9139                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
9140                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9141                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9142                 }
9143                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
9144                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9145         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
9146
9147         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
9148         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
9149         for (i = 0; i < nargs; i++) {
9150                 u32 regno = i + 1;
9151
9152                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
9153                 if (btf_type_is_ptr(t))
9154                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
9155                 else
9156                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
9157                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
9158         }
9159
9160         return 0;
9161 }
9162
9163 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
9164 {
9165         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
9166         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
9167
9168         if (b < 0)
9169                 return res > a;
9170         return res < a;
9171 }
9172
9173 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
9174 {
9175         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
9176         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
9177
9178         if (b < 0)
9179                 return res > a;
9180         return res < a;
9181 }
9182
9183 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
9184 {
9185         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
9186         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
9187
9188         if (b < 0)
9189                 return res < a;
9190         return res > a;
9191 }
9192
9193 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
9194 {
9195         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
9196         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
9197
9198         if (b < 0)
9199                 return res < a;
9200         return res > a;
9201 }
9202
9203 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
9204                                   const struct bpf_reg_state *reg,
9205                                   enum bpf_reg_type type)
9206 {
9207         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
9208         s64 val = reg->var_off.value;
9209         s64 smin = reg->smin_value;
9210
9211         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
9212                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
9213                         reg_type_str(env, type), val);
9214                 return false;
9215         }
9216
9217         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
9218                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
9219                         reg_type_str(env, type), reg->off);
9220                 return false;
9221         }
9222
9223         if (smin == S64_MIN) {
9224                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
9225                         reg_type_str(env, type));
9226                 return false;
9227         }
9228
9229         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
9230                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
9231                         smin, reg_type_str(env, type));
9232                 return false;
9233         }
9234
9235         return true;
9236 }
9237
9238 enum {
9239         REASON_BOUNDS   = -1,
9240         REASON_TYPE     = -2,
9241         REASON_PATHS    = -3,
9242         REASON_LIMIT    = -4,
9243         REASON_STACK    = -5,
9244 };
9245
9246 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9247                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
9248 {
9249         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
9250
9251         switch (ptr_reg->type) {
9252         case PTR_TO_STACK:
9253                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
9254                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
9255                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
9256                  * currently prohibited for unprivileged.
9257                  */
9258                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
9259                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
9260                 break;
9261         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9262                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
9263                 ptr_limit = (mask_to_left ?
9264                              ptr_reg->smin_value :
9265                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
9266                 break;
9267         default:
9268                 return REASON_TYPE;
9269         }
9270
9271         if (ptr_limit >= max)
9272                 return REASON_LIMIT;
9273         *alu_limit = ptr_limit;
9274         return 0;
9275 }
9276
9277 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
9278                                     const struct bpf_insn *insn)
9279 {
9280         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
9281 }
9282
9283 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
9284                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
9285 {
9286         /* If we arrived here from different branches with different
9287          * state or limits to sanitize, then this won't work.
9288          */
9289         if (aux->alu_state &&
9290             (aux->alu_state != alu_state ||
9291              aux->alu_limit != alu_limit))
9292                 return REASON_PATHS;
9293
9294         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
9295         aux->alu_state = alu_state;
9296         aux->alu_limit = alu_limit;
9297         return 0;
9298 }
9299
9300 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
9301                             struct bpf_insn *insn)
9302 {
9303         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
9304
9305         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
9306                 return 0;
9307
9308         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
9309 }
9310
9311 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
9312 {
9313         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
9314 }
9315
9316 struct bpf_sanitize_info {
9317         struct bpf_insn_aux_data aux;
9318         bool mask_to_left;
9319 };
9320
9321 static struct bpf_verifier_state *
9322 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
9323                           const struct bpf_insn *insn,
9324                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
9325 {
9326         struct bpf_verifier_state *branch;
9327         struct bpf_reg_state *regs;
9328
9329         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
9330         if (branch && insn) {
9331                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
9332                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9333                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9334                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9335                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9336                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
9337                 }
9338         }
9339         return branch;
9340 }
9341
9342 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
9343                             struct bpf_insn *insn,
9344                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9345                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
9346                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
9347                             struct bpf_sanitize_info *info,
9348                             const bool commit_window)
9349 {
9350         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
9351         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9352         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
9353         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
9354         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
9355         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9356         u32 alu_state, alu_limit;
9357         struct bpf_reg_state tmp;
9358         bool ret;
9359         int err;
9360
9361         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
9362                 return 0;
9363
9364         /* We already marked aux for masking from non-speculative
9365          * paths, thus we got here in the first place. We only care
9366          * to explore bad access from here.
9367          */
9368         if (vstate->speculative)
9369                 goto do_sim;
9370
9371         if (!commit_window) {
9372                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
9373                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
9374                         return REASON_BOUNDS;
9375
9376                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
9377                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
9378         }
9379
9380         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
9381         if (err < 0)
9382                 return err;
9383
9384         if (commit_window) {
9385                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
9386                  * the observed pointer move after the simulated operation.
9387                  */
9388                 alu_state = info->aux.alu_state;
9389                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
9390         } else {
9391                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
9392                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
9393                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
9394                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
9395
9396                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
9397                  * potential masking differences from other program paths.
9398                  */
9399                 if (!off_is_imm)
9400                         env->explore_alu_limits = true;
9401         }
9402
9403         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
9404         if (err < 0)
9405                 return err;
9406 do_sim:
9407         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
9408          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
9409          * stack.
9410          *
9411          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
9412          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
9413          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
9414          */
9415         if (commit_window || off_is_imm)
9416                 return 0;
9417
9418         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
9419          * speculative execution from truncation as a result of
9420          * masking when off was not within expected range. If off
9421          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
9422          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
9423          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
9424          * and truncated reg-based in the other in order to explore
9425          * bad access.
9426          */
9427         if (!ptr_is_dst_reg) {
9428                 tmp = *dst_reg;
9429                 *dst_reg = *ptr_reg;
9430         }
9431         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
9432                                         env->insn_idx);
9433         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
9434                 *dst_reg = tmp;
9435         return !ret ? REASON_STACK : 0;
9436 }
9437
9438 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
9439 {
9440         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9441
9442         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
9443          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
9444          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
9445          * rewrite/sanitize them.
9446          */
9447         if (!vstate->speculative)
9448                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
9449 }
9450
9451 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
9452                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
9453                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
9454                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
9455 {
9456         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
9457         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
9458         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
9459
9460         switch (reason) {
9461         case REASON_BOUNDS:
9462                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
9463                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
9464                 break;
9465         case REASON_TYPE:
9466                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
9467                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
9468                 break;
9469         case REASON_PATHS:
9470                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
9471                         dst, op, err);
9472                 break;
9473         case REASON_LIMIT:
9474                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
9475                         dst, op, err);
9476                 break;
9477         case REASON_STACK:
9478                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
9479                         dst, err);
9480                 break;
9481         default:
9482                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
9483                         reason);
9484                 break;
9485         }
9486
9487         return -EACCES;
9488 }
9489
9490 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
9491  * have a variable offset.
9492  *
9493  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
9494  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
9495  * retrieve_ptr_limit().
9496  *
9497  *
9498  * 'off' includes 'reg->off'.
9499  */
9500 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
9501                                 struct bpf_verifier_env *env,
9502                                 int regno,
9503                                 const struct bpf_reg_state *reg,
9504                                 int off)
9505 {
9506         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
9507                 char tn_buf[48];
9508
9509                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
9510                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
9511                         regno, tn_buf, off);
9512                 return -EACCES;
9513         }
9514
9515         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
9516                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
9517                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
9518                 return -EACCES;
9519         }
9520
9521         return 0;
9522 }
9523
9524 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
9525                                  const struct bpf_insn *insn,
9526                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
9527 {
9528         u32 dst = insn->dst_reg;
9529
9530         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
9531          * in order to be able to sanitize access later on.
9532          */
9533         if (env->bypass_spec_v1)
9534                 return 0;
9535
9536         switch (dst_reg->type) {
9537         case PTR_TO_STACK:
9538                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
9539                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
9540                         return -EACCES;
9541                 break;
9542         case PTR_TO_MAP_VALUE:
9543                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
9544                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
9545                                 "prohibited for !root\n", dst);
9546                         return -EACCES;
9547                 }
9548                 break;
9549         default:
9550                 break;
9551         }
9552
9553         return 0;
9554 }
9555
9556 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
9557  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
9558  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
9559  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
9560  */
9561 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9562                                    struct bpf_insn *insn,
9563                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
9564                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
9565 {
9566         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9567         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9568         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
9569         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
9570         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
9571             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
9572         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
9573             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
9574         struct bpf_sanitize_info info = {};
9575         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9576         u32 dst = insn->dst_reg;
9577         int ret;
9578
9579         dst_reg = &regs[dst];
9580
9581         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
9582             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
9583                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
9584                  * e.g. dead branches.
9585                  */
9586                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9587                 return 0;
9588         }
9589
9590         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
9591                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
9592                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9593                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9594                         return 0;
9595                 }
9596
9597                 verbose(env,
9598                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
9599                         dst);
9600                 return -EACCES;
9601         }
9602
9603         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
9604                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
9605                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
9606                 return -EACCES;
9607         }
9608
9609         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
9610         case CONST_PTR_TO_MAP:
9611                 /* smin_val represents the known value */
9612                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
9613                         break;
9614                 fallthrough;
9615         case PTR_TO_PACKET_END:
9616         case PTR_TO_SOCKET:
9617         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
9618         case PTR_TO_TCP_SOCK:
9619         case PTR_TO_XDP_SOCK:
9620                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
9621                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
9622                 return -EACCES;
9623         default:
9624                 break;
9625         }
9626
9627         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
9628          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
9629          */
9630         dst_reg->type = ptr_reg->type;
9631         dst_reg->id = ptr_reg->id;
9632
9633         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
9634             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
9635                 return -EINVAL;
9636
9637         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
9638         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
9639
9640         if (sanitize_needed(opcode)) {
9641                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
9642                                        &info, false);
9643                 if (ret < 0)
9644                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
9645         }
9646
9647         switch (opcode) {
9648         case BPF_ADD:
9649                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
9650                  * the s32 'off' field
9651                  */
9652                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
9653                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
9654                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
9655                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
9656                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
9657                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
9658                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
9659                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
9660                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
9661                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9662                         break;
9663                 }
9664                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
9665                  * == 0, since it's a scalar.
9666                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
9667                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
9668                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
9669                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
9670                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
9671                  * from ptr_reg.
9672                  */
9673                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
9674                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
9675                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9676                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9677                 } else {
9678                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
9679                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
9680                 }
9681                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
9682                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
9683                         dst_reg->umin_value = 0;
9684                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9685                 } else {
9686                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
9687                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
9688                 }
9689                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
9690                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
9691                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9692                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
9693                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9694                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
9695                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
9696                 }
9697                 break;
9698         case BPF_SUB:
9699                 if (dst_reg == off_reg) {
9700                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
9701                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
9702                                 dst);
9703                         return -EACCES;
9704                 }
9705                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
9706                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
9707                  * be able to deal with it.
9708                  */
9709                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
9710                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
9711                                 dst);
9712                         return -EACCES;
9713                 }
9714                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
9715                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
9716                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
9717                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
9718                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
9719                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
9720                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
9721                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
9722                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
9723                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
9724                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9725                         break;
9726                 }
9727                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
9728                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
9729                  */
9730                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
9731                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
9732                         /* Overflow possible, we know nothing */
9733                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9734                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9735                 } else {
9736                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
9737                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
9738                 }
9739                 if (umin_ptr < umax_val) {
9740                         /* Overflow possible, we know nothing */
9741                         dst_reg->umin_value = 0;
9742                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9743                 } else {
9744                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
9745                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
9746                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
9747                 }
9748                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
9749                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
9750                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
9751                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
9752                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
9753                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
9754                         if (smin_val < 0)
9755                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
9756                 }
9757                 break;
9758         case BPF_AND:
9759         case BPF_OR:
9760         case BPF_XOR:
9761                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
9762                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
9763                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9764                 return -EACCES;
9765         default:
9766                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
9767                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
9768                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9769                 return -EACCES;
9770         }
9771
9772         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
9773                 return -EINVAL;
9774         reg_bounds_sync(dst_reg);
9775         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
9776                 return -EACCES;
9777         if (sanitize_needed(opcode)) {
9778                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
9779                                        &info, true);
9780                 if (ret < 0)
9781                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
9782         }
9783
9784         return 0;
9785 }
9786
9787 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9788                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9789 {
9790         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9791         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
9792         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
9793         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
9794
9795         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
9796             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
9797                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
9798                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
9799         } else {
9800                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
9801                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
9802         }
9803         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
9804             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
9805                 dst_reg->u32_min_value = 0;
9806                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
9807         } else {
9808                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
9809                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
9810         }
9811 }
9812
9813 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9814                                struct bpf_reg_state *src_reg)
9815 {
9816         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
9817         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
9818         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
9819         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
9820
9821         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
9822             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
9823                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9824                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9825         } else {
9826                 dst_reg->smin_value += smin_val;
9827                 dst_reg->smax_value += smax_val;
9828         }
9829         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
9830             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
9831                 dst_reg->umin_value = 0;
9832                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9833         } else {
9834                 dst_reg->umin_value += umin_val;
9835                 dst_reg->umax_value += umax_val;
9836         }
9837 }
9838
9839 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9840                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9841 {
9842         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9843         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
9844         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
9845         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
9846
9847         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
9848             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
9849                 /* Overflow possible, we know nothing */
9850                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
9851                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
9852         } else {
9853                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
9854                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
9855         }
9856         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
9857                 /* Overflow possible, we know nothing */
9858                 dst_reg->u32_min_value = 0;
9859                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
9860         } else {
9861                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
9862                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
9863                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
9864         }
9865 }
9866
9867 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9868                                struct bpf_reg_state *src_reg)
9869 {
9870         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
9871         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
9872         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
9873         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
9874
9875         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
9876             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
9877                 /* Overflow possible, we know nothing */
9878                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9879                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9880         } else {
9881                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
9882                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
9883         }
9884         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
9885                 /* Overflow possible, we know nothing */
9886                 dst_reg->umin_value = 0;
9887                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
9888         } else {
9889                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
9890                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
9891                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
9892         }
9893 }
9894
9895 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9896                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9897 {
9898         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9899         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
9900         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
9901
9902         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
9903                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
9904                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
9905                 return;
9906         }
9907         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
9908          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
9909          */
9910         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
9911                 /* Potential overflow, we know nothing */
9912                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
9913                 return;
9914         }
9915         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
9916         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
9917         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
9918                 /* Overflow possible, we know nothing */
9919                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
9920                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
9921         } else {
9922                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
9923                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
9924         }
9925 }
9926
9927 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9928                                struct bpf_reg_state *src_reg)
9929 {
9930         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
9931         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
9932         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
9933
9934         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
9935                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
9936                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
9937                 return;
9938         }
9939         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
9940          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
9941          */
9942         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
9943                 /* Potential overflow, we know nothing */
9944                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
9945                 return;
9946         }
9947         dst_reg->umin_value *= umin_val;
9948         dst_reg->umax_value *= umax_val;
9949         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
9950                 /* Overflow possible, we know nothing */
9951                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
9952                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
9953         } else {
9954                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
9955                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
9956         }
9957 }
9958
9959 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9960                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
9961 {
9962         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
9963         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
9964         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
9965         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
9966         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
9967
9968         if (src_known && dst_known) {
9969                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
9970                 return;
9971         }
9972
9973         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
9974          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
9975          */
9976         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
9977         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
9978         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
9979                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
9980                  * ain't nobody got time for that.
9981                  */
9982                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
9983                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
9984         } else {
9985                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
9986                  * cast result into s64.
9987                  */
9988                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
9989                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
9990         }
9991 }
9992
9993 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9994                                struct bpf_reg_state *src_reg)
9995 {
9996         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
9997         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
9998         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
9999         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10000
10001         if (src_known && dst_known) {
10002                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10003                 return;
10004         }
10005
10006         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
10007          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
10008          */
10009         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
10010         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
10011         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
10012                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
10013                  * ain't nobody got time for that.
10014                  */
10015                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10016                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10017         } else {
10018                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
10019                  * cast result into s64.
10020                  */
10021                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10022                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10023         }
10024         /* We may learn something more from the var_off */
10025         __update_reg_bounds(dst_reg);
10026 }
10027
10028 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10029                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
10030 {
10031         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10032         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10033         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10034         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10035         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10036
10037         if (src_known && dst_known) {
10038                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10039                 return;
10040         }
10041
10042         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
10043          * maximum of the operands' minima
10044          */
10045         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
10046         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
10047         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
10048                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
10049                  * ain't nobody got time for that.
10050                  */
10051                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10052                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10053         } else {
10054                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
10055                  * cast result into s64.
10056                  */
10057                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10058                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10059         }
10060 }
10061
10062 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10063                               struct bpf_reg_state *src_reg)
10064 {
10065         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10066         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10067         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10068         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10069
10070         if (src_known && dst_known) {
10071                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10072                 return;
10073         }
10074
10075         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
10076          * maximum of the operands' minima
10077          */
10078         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
10079         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
10080         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
10081                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
10082                  * ain't nobody got time for that.
10083                  */
10084                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10085                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10086         } else {
10087                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
10088                  * cast result into s64.
10089                  */
10090                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10091                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10092         }
10093         /* We may learn something more from the var_off */
10094         __update_reg_bounds(dst_reg);
10095 }
10096
10097 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10098                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10099 {
10100         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
10101         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
10102         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10103         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
10104
10105         if (src_known && dst_known) {
10106                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
10107                 return;
10108         }
10109
10110         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
10111         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
10112         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
10113
10114         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
10115                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
10116                  * so safe to cast u32 result into s32.
10117                  */
10118                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
10119                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
10120         } else {
10121                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10122                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10123         }
10124 }
10125
10126 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10127                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10128 {
10129         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
10130         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
10131         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
10132
10133         if (src_known && dst_known) {
10134                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
10135                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
10136                 return;
10137         }
10138
10139         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
10140         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
10141         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
10142
10143         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
10144                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
10145                  * so safe to cast u64 result into s64.
10146                  */
10147                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
10148                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
10149         } else {
10150                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10151                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10152         }
10153
10154         __update_reg_bounds(dst_reg);
10155 }
10156
10157 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10158                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
10159 {
10160         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
10161          * up from var_off)
10162          */
10163         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10164         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10165         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
10166         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
10167                 dst_reg->u32_min_value = 0;
10168                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10169         } else {
10170                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
10171                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
10172         }
10173 }
10174
10175 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10176                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10177 {
10178         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10179         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10180         /* u32 alu operation will zext upper bits */
10181         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10182
10183         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10184         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
10185         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
10186          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
10187          * if some path skips this step we are still safe.
10188          */
10189         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10190         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10191 }
10192
10193 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10194                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
10195 {
10196         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
10197          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
10198          * positive we know this shift will also be positive so we can track
10199          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
10200          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
10201          * later to shifts of any length.
10202          */
10203         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
10204                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
10205         else
10206                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10207
10208         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
10209                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
10210         else
10211                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10212
10213         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
10214         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
10215                 dst_reg->umin_value = 0;
10216                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10217         } else {
10218                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
10219                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
10220         }
10221 }
10222
10223 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10224                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10225 {
10226         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10227         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10228
10229         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
10230         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10231         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
10232
10233         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
10234         /* We may learn something more from the var_off */
10235         __update_reg_bounds(dst_reg);
10236 }
10237
10238 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10239                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
10240 {
10241         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
10242         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
10243         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10244
10245         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
10246          * be negative, then either:
10247          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
10248          *    unknown, so we lose our signed bounds
10249          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
10250          *    signed bounds
10251          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
10252          *    about the result
10253          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
10254          * unsigned bounds capture the signed bounds.
10255          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
10256          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
10257          * var_off of the result.
10258          */
10259         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
10260         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
10261
10262         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
10263         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
10264         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
10265
10266         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10267         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10268 }
10269
10270 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10271                                struct bpf_reg_state *src_reg)
10272 {
10273         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
10274         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10275
10276         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
10277          * be negative, then either:
10278          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
10279          *    unknown, so we lose our signed bounds
10280          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
10281          *    signed bounds
10282          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
10283          *    about the result
10284          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
10285          * unsigned bounds capture the signed bounds.
10286          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
10287          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
10288          * var_off of the result.
10289          */
10290         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
10291         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
10292         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
10293         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
10294         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
10295
10296         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
10297          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
10298          * so we can recalculate later from tnum.
10299          */
10300         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10301         __update_reg_bounds(dst_reg);
10302 }
10303
10304 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10305                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
10306 {
10307         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
10308
10309         /* Upon reaching here, src_known is true and
10310          * umax_val is equal to umin_val.
10311          */
10312         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
10313         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
10314
10315         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
10316
10317         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
10318          * dst_reg var_off to refine the result.
10319          */
10320         dst_reg->u32_min_value = 0;
10321         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
10322
10323         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
10324         __update_reg32_bounds(dst_reg);
10325 }
10326
10327 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
10328                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
10329 {
10330         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
10331
10332         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
10333          * to umin_val.
10334          */
10335         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
10336         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
10337
10338         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
10339
10340         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
10341          * dst_reg var_off to refine the result.
10342          */
10343         dst_reg->umin_value = 0;
10344         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
10345
10346         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
10347          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
10348          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
10349          */
10350         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
10351         __update_reg_bounds(dst_reg);
10352 }
10353
10354 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
10355  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
10356  * need extra checks in the 32-bit case.
10357  */
10358 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
10359                                       struct bpf_insn *insn,
10360                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
10361                                       struct bpf_reg_state src_reg)
10362 {
10363         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10364         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10365         bool src_known;
10366         s64 smin_val, smax_val;
10367         u64 umin_val, umax_val;
10368         s32 s32_min_val, s32_max_val;
10369         u32 u32_min_val, u32_max_val;
10370         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
10371         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
10372         int ret;
10373
10374         smin_val = src_reg.smin_value;
10375         smax_val = src_reg.smax_value;
10376         umin_val = src_reg.umin_value;
10377         umax_val = src_reg.umax_value;
10378
10379         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
10380         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
10381         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
10382         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
10383
10384         if (alu32) {
10385                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
10386                 if ((src_known &&
10387                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
10388                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
10389                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
10390                          * derived from e.g. dead branches.
10391                          */
10392                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10393                         return 0;
10394                 }
10395         } else {
10396                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
10397                 if ((src_known &&
10398                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
10399                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
10400                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
10401                          * derived from e.g. dead branches.
10402                          */
10403                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10404                         return 0;
10405                 }
10406         }
10407
10408         if (!src_known &&
10409             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
10410                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
10411                 return 0;
10412         }
10413
10414         if (sanitize_needed(opcode)) {
10415                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
10416                 if (ret < 0)
10417                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
10418         }
10419
10420         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
10421          * There are two classes of instructions: The first class we track both
10422          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
10423          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
10424          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
10425          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
10426          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
10427          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
10428          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
10429          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
10430          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
10431          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
10432          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
10433          */
10434         switch (opcode) {
10435         case BPF_ADD:
10436                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
10437                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
10438                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10439                 break;
10440         case BPF_SUB:
10441                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
10442                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
10443                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10444                 break;
10445         case BPF_MUL:
10446                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10447                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
10448                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
10449                 break;
10450         case BPF_AND:
10451                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10452                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
10453                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
10454                 break;
10455         case BPF_OR:
10456                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10457                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
10458                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
10459                 break;
10460         case BPF_XOR:
10461                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
10462                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
10463                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
10464                 break;
10465         case BPF_LSH:
10466                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10467                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10468                          * This includes shifts by a negative number.
10469                          */
10470                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10471                         break;
10472                 }
10473                 if (alu32)
10474                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
10475                 else
10476                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
10477                 break;
10478         case BPF_RSH:
10479                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10480                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10481                          * This includes shifts by a negative number.
10482                          */
10483                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10484                         break;
10485                 }
10486                 if (alu32)
10487                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
10488                 else
10489                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
10490                 break;
10491         case BPF_ARSH:
10492                 if (umax_val >= insn_bitness) {
10493                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
10494                          * This includes shifts by a negative number.
10495                          */
10496                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10497                         break;
10498                 }
10499                 if (alu32)
10500                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
10501                 else
10502                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
10503                 break;
10504         default:
10505                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10506                 break;
10507         }
10508
10509         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
10510         if (alu32)
10511                 zext_32_to_64(dst_reg);
10512         reg_bounds_sync(dst_reg);
10513         return 0;
10514 }
10515
10516 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
10517  * and var_off.
10518  */
10519 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
10520                                    struct bpf_insn *insn)
10521 {
10522         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
10523         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
10524         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
10525         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
10526         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10527         int err;
10528
10529         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10530         src_reg = NULL;
10531         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
10532                 ptr_reg = dst_reg;
10533         else
10534                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
10535                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
10536                  */
10537                 dst_reg->id = 0;
10538         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10539                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10540                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
10541                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
10542                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
10543                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
10544                                  * pointer subtraction
10545                                  */
10546                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
10547                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10548                                         return 0;
10549                                 }
10550                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
10551                                         insn->dst_reg,
10552                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
10553                                 return -EACCES;
10554                         } else {
10555                                 /* scalar += pointer
10556                                  * This is legal, but we have to reverse our
10557                                  * src/dest handling in computing the range
10558                                  */
10559                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10560                                 if (err)
10561                                         return err;
10562                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10563                                                                src_reg, dst_reg);
10564                         }
10565                 } else if (ptr_reg) {
10566                         /* pointer += scalar */
10567                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10568                         if (err)
10569                                 return err;
10570                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10571                                                        dst_reg, src_reg);
10572                 } else if (dst_reg->precise) {
10573                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
10574                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10575                         if (err)
10576                                 return err;
10577                 }
10578         } else {
10579                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
10580                  * need to be able to read from this state.
10581                  */
10582                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
10583                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
10584                 src_reg = &off_reg;
10585                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
10586                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
10587                                                        ptr_reg, src_reg);
10588         }
10589
10590         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
10591         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
10592                 print_verifier_state(env, state, true);
10593                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
10594                 return -EINVAL;
10595         }
10596         if (WARN_ON(!src_reg)) {
10597                 print_verifier_state(env, state, true);
10598                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
10599                 return -EINVAL;
10600         }
10601         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
10602 }
10603
10604 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
10605 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10606 {
10607         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10608         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10609         int err;
10610
10611         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
10612                 if (opcode == BPF_NEG) {
10613                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
10614                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
10615                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
10616                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
10617                                 return -EINVAL;
10618                         }
10619                 } else {
10620                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10621                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
10622                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10623                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
10624                                 return -EINVAL;
10625                         }
10626                 }
10627
10628                 /* check src operand */
10629                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10630                 if (err)
10631                         return err;
10632
10633                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10634                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
10635                                 insn->dst_reg);
10636                         return -EACCES;
10637                 }
10638
10639                 /* check dest operand */
10640                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10641                 if (err)
10642                         return err;
10643
10644         } else if (opcode == BPF_MOV) {
10645
10646                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10647                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
10648                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
10649                                 return -EINVAL;
10650                         }
10651
10652                         /* check src operand */
10653                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10654                         if (err)
10655                                 return err;
10656                 } else {
10657                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
10658                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
10659                                 return -EINVAL;
10660                         }
10661                 }
10662
10663                 /* check dest operand, mark as required later */
10664                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10665                 if (err)
10666                         return err;
10667
10668                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10669                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
10670                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
10671
10672                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10673                                 /* case: R1 = R2
10674                                  * copy register state to dest reg
10675                                  */
10676                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
10677                                         /* Assign src and dst registers the same ID
10678                                          * that will be used by find_equal_scalars()
10679                                          * to propagate min/max range.
10680                                          */
10681                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
10682                                 *dst_reg = *src_reg;
10683                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10684                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
10685                         } else {
10686                                 /* R1 = (u32) R2 */
10687                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10688                                         verbose(env,
10689                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
10690                                                 insn->src_reg);
10691                                         return -EACCES;
10692                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10693                                         *dst_reg = *src_reg;
10694                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
10695                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
10696                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
10697                                          */
10698                                         dst_reg->id = 0;
10699                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
10700                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
10701                                 } else {
10702                                         mark_reg_unknown(env, regs,
10703                                                          insn->dst_reg);
10704                                 }
10705                                 zext_32_to_64(dst_reg);
10706                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
10707                         }
10708                 } else {
10709                         /* case: R = imm
10710                          * remember the value we stored into this reg
10711                          */
10712                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
10713                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
10714                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
10715                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
10716                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
10717                                                  insn->imm);
10718                         } else {
10719                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
10720                                                  (u32)insn->imm);
10721                         }
10722                 }
10723
10724         } else if (opcode > BPF_END) {
10725                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
10726                 return -EINVAL;
10727
10728         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
10729
10730                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10731                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
10732                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
10733                                 return -EINVAL;
10734                         }
10735                         /* check src1 operand */
10736                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10737                         if (err)
10738                                 return err;
10739                 } else {
10740                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
10741                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
10742                                 return -EINVAL;
10743                         }
10744                 }
10745
10746                 /* check src2 operand */
10747                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10748                 if (err)
10749                         return err;
10750
10751                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
10752                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
10753                         verbose(env, "div by zero\n");
10754                         return -EINVAL;
10755                 }
10756
10757                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
10758                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10759                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
10760
10761                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
10762                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
10763                                 return -EINVAL;
10764                         }
10765                 }
10766
10767                 /* check dest operand */
10768                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
10769                 if (err)
10770                         return err;
10771
10772                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
10773         }
10774
10775         return 0;
10776 }
10777
10778 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
10779                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
10780                                    enum bpf_reg_type type,
10781                                    bool range_right_open)
10782 {
10783         struct bpf_func_state *state;
10784         struct bpf_reg_state *reg;
10785         int new_range;
10786
10787         if (dst_reg->off < 0 ||
10788             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
10789                 /* This doesn't give us any range */
10790                 return;
10791
10792         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
10793             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
10794                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
10795                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
10796                  */
10797                 return;
10798
10799         new_range = dst_reg->off;
10800         if (range_right_open)
10801                 new_range++;
10802
10803         /* Examples for register markings:
10804          *
10805          * pkt_data in dst register:
10806          *
10807          *   r2 = r3;
10808          *   r2 += 8;
10809          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
10810          *   <access okay>
10811          *
10812          *   r2 = r3;
10813          *   r2 += 8;
10814          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
10815          *   <handle exception>
10816          *
10817          *   Where:
10818          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
10819          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
10820          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
10821          *
10822          * pkt_data in src register:
10823          *
10824          *   r2 = r3;
10825          *   r2 += 8;
10826          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
10827          *   <handle exception>
10828          *
10829          *   r2 = r3;
10830          *   r2 += 8;
10831          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
10832          *   <access okay>
10833          *
10834          *   Where:
10835          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
10836          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
10837          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
10838          *
10839          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
10840          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
10841          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
10842          * the check.
10843          */
10844
10845         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
10846          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
10847          * the range won't allow anything.
10848          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
10849          */
10850         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
10851                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
10852                         /* keep the maximum range already checked */
10853                         reg->range = max(reg->range, new_range);
10854         }));
10855 }
10856
10857 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
10858 {
10859         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
10860         s32 sval = (s32)val;
10861
10862         switch (opcode) {
10863         case BPF_JEQ:
10864                 if (tnum_is_const(subreg))
10865                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
10866                 break;
10867         case BPF_JNE:
10868                 if (tnum_is_const(subreg))
10869                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
10870                 break;
10871         case BPF_JSET:
10872                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
10873                         return 1;
10874                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
10875                         return 0;
10876                 break;
10877         case BPF_JGT:
10878                 if (reg->u32_min_value > val)
10879                         return 1;
10880                 else if (reg->u32_max_value <= val)
10881                         return 0;
10882                 break;
10883         case BPF_JSGT:
10884                 if (reg->s32_min_value > sval)
10885                         return 1;
10886                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
10887                         return 0;
10888                 break;
10889         case BPF_JLT:
10890                 if (reg->u32_max_value < val)
10891                         return 1;
10892                 else if (reg->u32_min_value >= val)
10893                         return 0;
10894                 break;
10895         case BPF_JSLT:
10896                 if (reg->s32_max_value < sval)
10897                         return 1;
10898                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
10899                         return 0;
10900                 break;
10901         case BPF_JGE:
10902                 if (reg->u32_min_value >= val)
10903                         return 1;
10904                 else if (reg->u32_max_value < val)
10905                         return 0;
10906                 break;
10907         case BPF_JSGE:
10908                 if (reg->s32_min_value >= sval)
10909                         return 1;
10910                 else if (reg->s32_max_value < sval)
10911                         return 0;
10912                 break;
10913         case BPF_JLE:
10914                 if (reg->u32_max_value <= val)
10915                         return 1;
10916                 else if (reg->u32_min_value > val)
10917                         return 0;
10918                 break;
10919         case BPF_JSLE:
10920                 if (reg->s32_max_value <= sval)
10921                         return 1;
10922                 else if (reg->s32_min_value > sval)
10923                         return 0;
10924                 break;
10925         }
10926
10927         return -1;
10928 }
10929
10930
10931 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
10932 {
10933         s64 sval = (s64)val;
10934
10935         switch (opcode) {
10936         case BPF_JEQ:
10937                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
10938                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
10939                 break;
10940         case BPF_JNE:
10941                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
10942                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
10943                 break;
10944         case BPF_JSET:
10945                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
10946                         return 1;
10947                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
10948                         return 0;
10949                 break;
10950         case BPF_JGT:
10951                 if (reg->umin_value > val)
10952                         return 1;
10953                 else if (reg->umax_value <= val)
10954                         return 0;
10955                 break;
10956         case BPF_JSGT:
10957                 if (reg->smin_value > sval)
10958                         return 1;
10959                 else if (reg->smax_value <= sval)
10960                         return 0;
10961                 break;
10962         case BPF_JLT:
10963                 if (reg->umax_value < val)
10964                         return 1;
10965                 else if (reg->umin_value >= val)
10966                         return 0;
10967                 break;
10968         case BPF_JSLT:
10969                 if (reg->smax_value < sval)
10970                         return 1;
10971                 else if (reg->smin_value >= sval)
10972                         return 0;
10973                 break;
10974         case BPF_JGE:
10975                 if (reg->umin_value >= val)
10976                         return 1;
10977                 else if (reg->umax_value < val)
10978                         return 0;
10979                 break;
10980         case BPF_JSGE:
10981                 if (reg->smin_value >= sval)
10982                         return 1;
10983                 else if (reg->smax_value < sval)
10984                         return 0;
10985                 break;
10986         case BPF_JLE:
10987                 if (reg->umax_value <= val)
10988                         return 1;
10989                 else if (reg->umin_value > val)
10990                         return 0;
10991                 break;
10992         case BPF_JSLE:
10993                 if (reg->smax_value <= sval)
10994                         return 1;
10995                 else if (reg->smin_value > sval)
10996                         return 0;
10997                 break;
10998         }
10999
11000         return -1;
11001 }
11002
11003 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
11004  * and return:
11005  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
11006  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
11007  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
11008  *      range [0,10]
11009  */
11010 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
11011                            bool is_jmp32)
11012 {
11013         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
11014                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
11015                         return -1;
11016
11017                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
11018                  * use this to direct branch taken.
11019                  */
11020                 if (val != 0)
11021                         return -1;
11022
11023                 switch (opcode) {
11024                 case BPF_JEQ:
11025                         return 0;
11026                 case BPF_JNE:
11027                         return 1;
11028                 default:
11029                         return -1;
11030                 }
11031         }
11032
11033         if (is_jmp32)
11034                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
11035         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
11036 }
11037
11038 static int flip_opcode(u32 opcode)
11039 {
11040         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
11041         static const u8 opcode_flip[16] = {
11042                 /* these stay the same */
11043                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
11044                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
11045                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
11046                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
11047                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
11048                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
11049                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
11050                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
11051                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
11052                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
11053                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
11054                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
11055         };
11056         return opcode_flip[opcode >> 4];
11057 }
11058
11059 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
11060                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
11061                                    u8 opcode)
11062 {
11063         struct bpf_reg_state *pkt;
11064
11065         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
11066                 pkt = dst_reg;
11067         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
11068                 pkt = src_reg;
11069                 opcode = flip_opcode(opcode);
11070         } else {
11071                 return -1;
11072         }
11073
11074         if (pkt->range >= 0)
11075                 return -1;
11076
11077         switch (opcode) {
11078         case BPF_JLE:
11079                 /* pkt <= pkt_end */
11080                 fallthrough;
11081         case BPF_JGT:
11082                 /* pkt > pkt_end */
11083                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
11084                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
11085                         return opcode == BPF_JGT;
11086                 break;
11087         case BPF_JLT:
11088                 /* pkt < pkt_end */
11089                 fallthrough;
11090         case BPF_JGE:
11091                 /* pkt >= pkt_end */
11092                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
11093                         return opcode == BPF_JGE;
11094                 break;
11095         }
11096         return -1;
11097 }
11098
11099 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
11100  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
11101  * simply doing a BPF_K check.
11102  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
11103  */
11104 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
11105                             struct bpf_reg_state *false_reg,
11106                             u64 val, u32 val32,
11107                             u8 opcode, bool is_jmp32)
11108 {
11109         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
11110         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
11111         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
11112         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
11113         s64 sval = (s64)val;
11114         s32 sval32 = (s32)val32;
11115
11116         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
11117          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
11118          * the same object, but we don't bother with that.
11119          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
11120          * only need to check one of them for pointerness.
11121          */
11122         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
11123                 return;
11124
11125         switch (opcode) {
11126         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
11127          *
11128          * r1 = r2;
11129          * if (r1 == 42) goto label;
11130          * ...
11131          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
11132          *
11133          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
11134          */
11135         case BPF_JEQ:
11136                 if (is_jmp32) {
11137                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
11138                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
11139                 } else {
11140                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
11141                         true_64off = true_reg->var_off;
11142                 }
11143                 break;
11144         case BPF_JNE:
11145                 if (is_jmp32) {
11146                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
11147                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
11148                 } else {
11149                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
11150                         false_64off = false_reg->var_off;
11151                 }
11152                 break;
11153         case BPF_JSET:
11154                 if (is_jmp32) {
11155                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
11156                         if (is_power_of_2(val32))
11157                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
11158                                                      tnum_const(val32));
11159                 } else {
11160                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
11161                         if (is_power_of_2(val))
11162                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
11163                                                      tnum_const(val));
11164                 }
11165                 break;
11166         case BPF_JGE:
11167         case BPF_JGT:
11168         {
11169                 if (is_jmp32) {
11170                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
11171                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
11172
11173                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
11174                                                        false_umax);
11175                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
11176                                                       true_umin);
11177                 } else {
11178                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
11179                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
11180
11181                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
11182                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
11183                 }
11184                 break;
11185         }
11186         case BPF_JSGE:
11187         case BPF_JSGT:
11188         {
11189                 if (is_jmp32) {
11190                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
11191                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
11192
11193                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
11194                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
11195                 } else {
11196                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
11197                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
11198
11199                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
11200                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
11201                 }
11202                 break;
11203         }
11204         case BPF_JLE:
11205         case BPF_JLT:
11206         {
11207                 if (is_jmp32) {
11208                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
11209                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
11210
11211                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
11212                                                        false_umin);
11213                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
11214                                                       true_umax);
11215                 } else {
11216                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
11217                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
11218
11219                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
11220                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
11221                 }
11222                 break;
11223         }
11224         case BPF_JSLE:
11225         case BPF_JSLT:
11226         {
11227                 if (is_jmp32) {
11228                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
11229                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
11230
11231                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
11232                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
11233                 } else {
11234                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
11235                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
11236
11237                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
11238                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
11239                 }
11240                 break;
11241         }
11242         default:
11243                 return;
11244         }
11245
11246         if (is_jmp32) {
11247                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
11248                                              tnum_subreg(false_32off));
11249                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
11250                                             tnum_subreg(true_32off));
11251                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
11252                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
11253         } else {
11254                 false_reg->var_off = false_64off;
11255                 true_reg->var_off = true_64off;
11256                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
11257                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
11258         }
11259 }
11260
11261 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
11262  * the variable reg.
11263  */
11264 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
11265                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
11266                                 u64 val, u32 val32,
11267                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
11268 {
11269         opcode = flip_opcode(opcode);
11270         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
11271          * BPF_JA, can't get here.
11272          */
11273         if (opcode)
11274                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
11275 }
11276
11277 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
11278 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
11279                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
11280 {
11281         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
11282                                                         dst_reg->umin_value);
11283         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
11284                                                         dst_reg->umax_value);
11285         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
11286                                                         dst_reg->smin_value);
11287         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
11288                                                         dst_reg->smax_value);
11289         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
11290                                                              dst_reg->var_off);
11291         reg_bounds_sync(src_reg);
11292         reg_bounds_sync(dst_reg);
11293 }
11294
11295 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
11296                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
11297                                 struct bpf_reg_state *false_src,
11298                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
11299                                 u8 opcode)
11300 {
11301         switch (opcode) {
11302         case BPF_JEQ:
11303                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
11304                 break;
11305         case BPF_JNE:
11306                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
11307                 break;
11308         }
11309 }
11310
11311 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
11312                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
11313                                  bool is_null)
11314 {
11315         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
11316             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
11317                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
11318                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
11319                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
11320                  * convert the register.
11321                  *
11322                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
11323                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
11324                  * is fine to expect to see reg->off.
11325                  */
11326                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
11327                         return;
11328                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL) && WARN_ON_ONCE(reg->off))
11329                         return;
11330                 if (is_null) {
11331                         reg->type = SCALAR_VALUE;
11332                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
11333                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
11334                          * so that state pruning has chances to take effect.
11335                          */
11336                         reg->id = 0;
11337                         reg->ref_obj_id = 0;
11338
11339                         return;
11340                 }
11341
11342                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
11343
11344                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
11345                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
11346                          * in release_reference().
11347                          *
11348                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
11349                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
11350                          */
11351                         reg->id = 0;
11352                 }
11353         }
11354 }
11355
11356 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
11357  * be folded together at some point.
11358  */
11359 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
11360                                   bool is_null)
11361 {
11362         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
11363         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
11364         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
11365         u32 id = regs[regno].id;
11366
11367         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
11368                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
11369                  * No one could have freed the reference state before
11370                  * doing the NULL check.
11371                  */
11372                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
11373
11374         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11375                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
11376         }));
11377 }
11378
11379 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
11380                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
11381                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
11382                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
11383                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
11384 {
11385         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
11386                 return false;
11387
11388         /* Pointers are always 64-bit. */
11389         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
11390                 return false;
11391
11392         switch (BPF_OP(insn->code)) {
11393         case BPF_JGT:
11394                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11395                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11396                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11397                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11398                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
11399                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
11400                                                dst_reg->type, false);
11401                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
11402                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11403                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11404                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11405                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11406                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
11407                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
11408                                                src_reg->type, true);
11409                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
11410                 } else {
11411                         return false;
11412                 }
11413                 break;
11414         case BPF_JLT:
11415                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11416                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11417                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11418                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11419                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
11420                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
11421                                                dst_reg->type, true);
11422                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
11423                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11424                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11425                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11426                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11427                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
11428                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
11429                                                src_reg->type, false);
11430                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
11431                 } else {
11432                         return false;
11433                 }
11434                 break;
11435         case BPF_JGE:
11436                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11437                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11438                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11439                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11440                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
11441                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
11442                                                dst_reg->type, true);
11443                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
11444                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11445                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11446                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11447                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11448                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
11449                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
11450                                                src_reg->type, false);
11451                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
11452                 } else {
11453                         return false;
11454                 }
11455                 break;
11456         case BPF_JLE:
11457                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
11458                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
11459                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
11460                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
11461                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
11462                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
11463                                                dst_reg->type, false);
11464                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
11465                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
11466                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
11467                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
11468                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
11469                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
11470                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
11471                                                src_reg->type, true);
11472                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
11473                 } else {
11474                         return false;
11475                 }
11476                 break;
11477         default:
11478                 return false;
11479         }
11480
11481         return true;
11482 }
11483
11484 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
11485                                struct bpf_reg_state *known_reg)
11486 {
11487         struct bpf_func_state *state;
11488         struct bpf_reg_state *reg;
11489
11490         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
11491                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
11492                         *reg = *known_reg;
11493         }));
11494 }
11495
11496 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
11497                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
11498 {
11499         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
11500         struct bpf_verifier_state *other_branch;
11501         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
11502         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
11503         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
11504         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11505         bool is_jmp32;
11506         int pred = -1;
11507         int err;
11508
11509         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
11510         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
11511                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
11512                 return -EINVAL;
11513         }
11514
11515         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11516                 if (insn->imm != 0) {
11517                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
11518                         return -EINVAL;
11519                 }
11520
11521                 /* check src1 operand */
11522                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
11523                 if (err)
11524                         return err;
11525
11526                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
11527                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
11528                                 insn->src_reg);
11529                         return -EACCES;
11530                 }
11531                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
11532         } else {
11533                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
11534                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
11535                         return -EINVAL;
11536                 }
11537         }
11538
11539         /* check src2 operand */
11540         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
11541         if (err)
11542                 return err;
11543
11544         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
11545         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
11546
11547         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11548                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
11549         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11550                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
11551                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
11552                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
11553                                        opcode,
11554                                        is_jmp32);
11555         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11556                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
11557                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
11558                                        src_reg->var_off.value,
11559                                        opcode,
11560                                        is_jmp32);
11561         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
11562                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
11563                    !is_jmp32) {
11564                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
11565         }
11566
11567         if (pred >= 0) {
11568                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
11569                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
11570                  */
11571                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
11572                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
11573                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
11574                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
11575                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
11576                 if (err)
11577                         return err;
11578         }
11579
11580         if (pred == 1) {
11581                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
11582                  * the fall-through branch for simulation under speculative
11583                  * execution.
11584                  */
11585                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
11586                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
11587                                                *insn_idx))
11588                         return -EFAULT;
11589                 *insn_idx += insn->off;
11590                 return 0;
11591         } else if (pred == 0) {
11592                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
11593                  * program will go. If needed, push the goto branch for
11594                  * simulation under speculative execution.
11595                  */
11596                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
11597                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
11598                                                *insn_idx + insn->off + 1,
11599                                                *insn_idx))
11600                         return -EFAULT;
11601                 return 0;
11602         }
11603
11604         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
11605                                   false);
11606         if (!other_branch)
11607                 return -EFAULT;
11608         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
11609
11610         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
11611          * our min/max values for our dst register.
11612          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
11613          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
11614          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
11615          * comparable.
11616          */
11617         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11618                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
11619
11620                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
11621                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
11622                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
11623                             (is_jmp32 &&
11624                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
11625                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
11626                                                 dst_reg,
11627                                                 src_reg->var_off.value,
11628                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
11629                                                 opcode, is_jmp32);
11630                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
11631                                  (is_jmp32 &&
11632                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
11633                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
11634                                                     src_reg,
11635                                                     dst_reg->var_off.value,
11636                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
11637                                                     opcode, is_jmp32);
11638                         else if (!is_jmp32 &&
11639                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
11640                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
11641                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
11642                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
11643                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
11644                         if (src_reg->id &&
11645                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
11646                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
11647                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
11648                         }
11649
11650                 }
11651         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
11652                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
11653                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
11654                                         opcode, is_jmp32);
11655         }
11656
11657         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
11658             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
11659                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
11660                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
11661         }
11662
11663         /* if one pointer register is compared to another pointer
11664          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
11665          * E.g. register A - maybe null
11666          *      register B - not null
11667          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
11668          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
11669          */
11670         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
11671             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
11672             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type)) {
11673                 eq_branch_regs = NULL;
11674                 switch (opcode) {
11675                 case BPF_JEQ:
11676                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
11677                         break;
11678                 case BPF_JNE:
11679                         eq_branch_regs = regs;
11680                         break;
11681                 default:
11682                         /* do nothing */
11683                         break;
11684                 }
11685                 if (eq_branch_regs) {
11686                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
11687                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
11688                         else
11689                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
11690                 }
11691         }
11692
11693         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
11694          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
11695          *       which will never be JMP32.
11696          */
11697         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
11698             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
11699             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
11700                 /* Mark all identical registers in each branch as either
11701                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
11702                  */
11703                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
11704                                       opcode == BPF_JNE);
11705                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
11706                                       opcode == BPF_JEQ);
11707         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
11708                                            this_branch, other_branch) &&
11709                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
11710                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
11711                         insn->dst_reg);
11712                 return -EACCES;
11713         }
11714         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
11715                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
11716         return 0;
11717 }
11718
11719 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
11720 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
11721 {
11722         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11723         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11724         struct bpf_reg_state *dst_reg;
11725         struct bpf_map *map;
11726         int err;
11727
11728         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
11729                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
11730                 return -EINVAL;
11731         }
11732         if (insn->off != 0) {
11733                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
11734                 return -EINVAL;
11735         }
11736
11737         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
11738         if (err)
11739                 return err;
11740
11741         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
11742         if (insn->src_reg == 0) {
11743                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
11744
11745                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
11746                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
11747                 return 0;
11748         }
11749
11750         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
11751          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
11752          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
11753          */
11754         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
11755
11756         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
11757                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
11758                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
11759                 case PTR_TO_MEM:
11760                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
11761                         break;
11762                 case PTR_TO_BTF_ID:
11763                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
11764                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
11765                         break;
11766                 default:
11767                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11768                         return -EFAULT;
11769                 }
11770                 return 0;
11771         }
11772
11773         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
11774                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11775                 u32 subprogno = find_subprog(env,
11776                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
11777
11778                 if (!aux->func_info) {
11779                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
11780                         return -EINVAL;
11781                 }
11782                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
11783                         verbose(env, "callback function not static\n");
11784                         return -EINVAL;
11785                 }
11786
11787                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
11788                 dst_reg->subprogno = subprogno;
11789                 return 0;
11790         }
11791
11792         map = env->used_maps[aux->map_index];
11793         dst_reg->map_ptr = map;
11794
11795         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
11796             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
11797                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
11798                 dst_reg->off = aux->map_off;
11799                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
11800                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
11801         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
11802                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
11803                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
11804         } else {
11805                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11806                 return -EINVAL;
11807         }
11808
11809         return 0;
11810 }
11811
11812 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
11813 {
11814         switch (type) {
11815         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
11816         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
11817         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
11818                 return true;
11819         default:
11820                 return false;
11821         }
11822 }
11823
11824 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
11825  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
11826  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
11827  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
11828  *
11829  * Implicit input:
11830  *   ctx == skb == R6 == CTX
11831  *
11832  * Explicit input:
11833  *   SRC == any register
11834  *   IMM == 32-bit immediate
11835  *
11836  * Output:
11837  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
11838  */
11839 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
11840 {
11841         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11842         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
11843         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
11844         int i, err;
11845
11846         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
11847                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
11848                 return -EINVAL;
11849         }
11850
11851         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
11852                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
11853                 return -EINVAL;
11854         }
11855
11856         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
11857             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
11858             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
11859                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
11860                 return -EINVAL;
11861         }
11862
11863         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
11864         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
11865         if (err)
11866                 return err;
11867
11868         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
11869          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
11870          * reference leak.
11871          */
11872         err = check_reference_leak(env);
11873         if (err) {
11874                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
11875                 return err;
11876         }
11877
11878         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
11879                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
11880                 return -EINVAL;
11881         }
11882
11883         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11884                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
11885                 return -EINVAL;
11886         }
11887
11888         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
11889                 verbose(env,
11890                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
11891                 return -EINVAL;
11892         }
11893
11894         if (mode == BPF_IND) {
11895                 /* check explicit source operand */
11896                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
11897                 if (err)
11898                         return err;
11899         }
11900
11901         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
11902         if (err < 0)
11903                 return err;
11904
11905         /* reset caller saved regs to unreadable */
11906         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
11907                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11908                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
11909         }
11910
11911         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
11912          * the value fetched from the packet.
11913          * Already marked as written above.
11914          */
11915         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11916         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
11917         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
11918         return 0;
11919 }
11920
11921 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
11922 {
11923         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
11924         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
11925         struct bpf_reg_state *reg;
11926         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
11927         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
11928         int err;
11929         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
11930         const bool is_subprog = frame->subprogno;
11931
11932         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
11933         if (!is_subprog) {
11934                 switch (prog_type) {
11935                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
11936                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
11937                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
11938                                 break;
11939                         fallthrough;
11940                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
11941                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
11942                                 return 0;
11943                         break;
11944                 default:
11945                         break;
11946                 }
11947         }
11948
11949         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
11950          * to return the value from eBPF program.
11951          * Make sure that it's readable at this time
11952          * of bpf_exit, which means that program wrote
11953          * something into it earlier
11954          */
11955         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
11956         if (err)
11957                 return err;
11958
11959         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
11960                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
11961                 return -EACCES;
11962         }
11963
11964         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
11965
11966         if (frame->in_async_callback_fn) {
11967                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
11968                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11969                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
11970                                 reg_type_str(env, reg->type));
11971                         return -EINVAL;
11972                 }
11973
11974                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
11975                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
11976                         return -EINVAL;
11977                 }
11978                 return 0;
11979         }
11980
11981         if (is_subprog) {
11982                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
11983                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
11984                                 reg_type_str(env, reg->type));
11985                         return -EINVAL;
11986                 }
11987                 return 0;
11988         }
11989
11990         switch (prog_type) {
11991         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
11992                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
11993                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
11994                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
11995                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
11996                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
11997                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
11998                         range = tnum_range(1, 1);
11999                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
12000                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
12001                         range = tnum_range(0, 3);
12002                 break;
12003         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
12004                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
12005                         range = tnum_range(0, 3);
12006                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
12007                 }
12008                 break;
12009         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
12010         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
12011         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
12012         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
12013         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
12014                 break;
12015         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12016                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
12017                         return 0;
12018                 range = tnum_const(0);
12019                 break;
12020         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
12021                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
12022                 case BPF_TRACE_FENTRY:
12023                 case BPF_TRACE_FEXIT:
12024                         range = tnum_const(0);
12025                         break;
12026                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
12027                 case BPF_MODIFY_RETURN:
12028                         return 0;
12029                 case BPF_TRACE_ITER:
12030                         break;
12031                 default:
12032                         return -ENOTSUPP;
12033                 }
12034                 break;
12035         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
12036                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
12037                 break;
12038
12039         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
12040                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
12041                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
12042                          * any value.
12043                          */
12044                         return 0;
12045                 }
12046                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
12047                         /* Make sure programs that attach to void
12048                          * hooks don't try to modify return value.
12049                          */
12050                         range = tnum_range(1, 1);
12051                 }
12052                 break;
12053
12054         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
12055                 /* freplace program can return anything as its return value
12056                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
12057                  */
12058         default:
12059                 return 0;
12060         }
12061
12062         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
12063                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
12064                         reg_type_str(env, reg->type));
12065                 return -EINVAL;
12066         }
12067
12068         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
12069                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
12070                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
12071                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
12072                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
12073                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
12074                 return -EINVAL;
12075         }
12076
12077         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
12078             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
12079                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
12080         return 0;
12081 }
12082
12083 /* non-recursive DFS pseudo code
12084  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
12085  * 2      label v as discovered
12086  * 3      let S be a stack
12087  * 4      S.push(v)
12088  * 5      while S is not empty
12089  * 6            t <- S.peek()
12090  * 7            if t is what we're looking for:
12091  * 8                return t
12092  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
12093  * 10               if edge e is already labelled
12094  * 11                   continue with the next edge
12095  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
12096  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
12097  * 14                   label e as tree-edge
12098  * 15                   label w as discovered
12099  * 16                   S.push(w)
12100  * 17                   continue at 5
12101  * 18               else if vertex w is discovered
12102  * 19                   label e as back-edge
12103  * 20               else
12104  * 21                   // vertex w is explored
12105  * 22                   label e as forward- or cross-edge
12106  * 23           label t as explored
12107  * 24           S.pop()
12108  *
12109  * convention:
12110  * 0x10 - discovered
12111  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
12112  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
12113  * 0x20 - explored
12114  */
12115
12116 enum {
12117         DISCOVERED = 0x10,
12118         EXPLORED = 0x20,
12119         FALLTHROUGH = 1,
12120         BRANCH = 2,
12121 };
12122
12123 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
12124 {
12125         return env->prog->len;
12126 }
12127
12128 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
12129                                         struct bpf_verifier_env *env,
12130                                         int idx)
12131 {
12132         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
12133         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
12134
12135         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
12136 }
12137
12138 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
12139 {
12140         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
12141 }
12142
12143 enum {
12144         DONE_EXPLORING = 0,
12145         KEEP_EXPLORING = 1,
12146 };
12147
12148 /* t, w, e - match pseudo-code above:
12149  * t - index of current instruction
12150  * w - next instruction
12151  * e - edge
12152  */
12153 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
12154                      bool loop_ok)
12155 {
12156         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
12157         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
12158
12159         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
12160                 return DONE_EXPLORING;
12161
12162         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
12163                 return DONE_EXPLORING;
12164
12165         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
12166                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
12167                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
12168                 return -EINVAL;
12169         }
12170
12171         if (e == BRANCH)
12172                 /* mark branch target for state pruning */
12173                 init_explored_state(env, w);
12174
12175         if (insn_state[w] == 0) {
12176                 /* tree-edge */
12177                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
12178                 insn_state[w] = DISCOVERED;
12179                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
12180                         return -E2BIG;
12181                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
12182                 return KEEP_EXPLORING;
12183         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
12184                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
12185                         return DONE_EXPLORING;
12186                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
12187                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
12188                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
12189                 return -EINVAL;
12190         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
12191                 /* forward- or cross-edge */
12192                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
12193         } else {
12194                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
12195                 return -EFAULT;
12196         }
12197         return DONE_EXPLORING;
12198 }
12199
12200 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
12201                                 struct bpf_insn *insns,
12202                                 struct bpf_verifier_env *env,
12203                                 bool visit_callee)
12204 {
12205         int ret;
12206
12207         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
12208         if (ret)
12209                 return ret;
12210
12211         if (t + 1 < insn_cnt)
12212                 init_explored_state(env, t + 1);
12213         if (visit_callee) {
12214                 init_explored_state(env, t);
12215                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
12216                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
12217                                  * view. __check_func_call() will do the actual
12218                                  * check.
12219                                  */
12220                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
12221         }
12222         return ret;
12223 }
12224
12225 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
12226  *  < 0 - an error occurred
12227  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
12228  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
12229  */
12230 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
12231 {
12232         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12233         int ret;
12234
12235         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
12236                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
12237
12238         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
12239         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
12240             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
12241                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
12242
12243         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
12244         case BPF_EXIT:
12245                 return DONE_EXPLORING;
12246
12247         case BPF_CALL:
12248                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
12249                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
12250                          * before call itself is processed by __check_func_call().
12251                          * Otherwise new async state will be pushed for further
12252                          * exploration.
12253                          */
12254                         init_explored_state(env, t);
12255                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
12256                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
12257
12258         case BPF_JA:
12259                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
12260                         return -EINVAL;
12261
12262                 /* unconditional jump with single edge */
12263                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
12264                                 true);
12265                 if (ret)
12266                         return ret;
12267
12268                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
12269                  * but it's marked, since backtracking needs
12270                  * to record jmp history in is_state_visited().
12271                  */
12272                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
12273                 /* tell verifier to check for equivalent states
12274                  * after every call and jump
12275                  */
12276                 if (t + 1 < insn_cnt)
12277                         init_explored_state(env, t + 1);
12278
12279                 return ret;
12280
12281         default:
12282                 /* conditional jump with two edges */
12283                 init_explored_state(env, t);
12284                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
12285                 if (ret)
12286                         return ret;
12287
12288                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
12289         }
12290 }
12291
12292 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
12293  * loop == back-edge in directed graph
12294  */
12295 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
12296 {
12297         int insn_cnt = env->prog->len;
12298         int *insn_stack, *insn_state;
12299         int ret = 0;
12300         int i;
12301
12302         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
12303         if (!insn_state)
12304                 return -ENOMEM;
12305
12306         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
12307         if (!insn_stack) {
12308                 kvfree(insn_state);
12309                 return -ENOMEM;
12310         }
12311
12312         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
12313         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
12314         env->cfg.cur_stack = 1;
12315
12316         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
12317                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
12318
12319                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
12320                 switch (ret) {
12321                 case DONE_EXPLORING:
12322                         insn_state[t] = EXPLORED;
12323                         env->cfg.cur_stack--;
12324                         break;
12325                 case KEEP_EXPLORING:
12326                         break;
12327                 default:
12328                         if (ret > 0) {
12329                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
12330                                 ret = -EFAULT;
12331                         }
12332                         goto err_free;
12333                 }
12334         }
12335
12336         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
12337                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
12338                 ret = -EFAULT;
12339                 goto err_free;
12340         }
12341
12342         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
12343                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
12344                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
12345                         ret = -EINVAL;
12346                         goto err_free;
12347                 }
12348         }
12349         ret = 0; /* cfg looks good */
12350
12351 err_free:
12352         kvfree(insn_state);
12353         kvfree(insn_stack);
12354         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
12355         return ret;
12356 }
12357
12358 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
12359 {
12360         int i;
12361
12362         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
12363                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
12364                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
12365                         return -EINVAL;
12366                 }
12367                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
12368                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
12369                         return -EINVAL;
12370                 }
12371         }
12372         return 0;
12373 }
12374
12375 /* The minimum supported BTF func info size */
12376 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
12377 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
12378
12379 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
12380                           const union bpf_attr *attr,
12381                           bpfptr_t uattr)
12382 {
12383         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
12384         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
12385         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
12386         struct bpf_func_info *krecord;
12387         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
12388         struct bpf_prog *prog;
12389         const struct btf *btf;
12390         bpfptr_t urecord;
12391         u32 prev_offset = 0;
12392         bool scalar_return;
12393         int ret = -ENOMEM;
12394
12395         nfuncs = attr->func_info_cnt;
12396         if (!nfuncs) {
12397                 if (check_abnormal_return(env))
12398                         return -EINVAL;
12399                 return 0;
12400         }
12401
12402         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
12403                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
12404                 return -EINVAL;
12405         }
12406
12407         urec_size = attr->func_info_rec_size;
12408         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
12409             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
12410             urec_size % sizeof(u32)) {
12411                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
12412                 return -EINVAL;
12413         }
12414
12415         prog = env->prog;
12416         btf = prog->aux->btf;
12417
12418         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
12419         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
12420
12421         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12422         if (!krecord)
12423                 return -ENOMEM;
12424         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12425         if (!info_aux)
12426                 goto err_free;
12427
12428         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
12429                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
12430                 if (ret) {
12431                         if (ret == -E2BIG) {
12432                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
12433                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
12434                                  * out the rest of the record.
12435                                  */
12436                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12437                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
12438                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
12439                                         ret = -EFAULT;
12440                         }
12441                         goto err_free;
12442                 }
12443
12444                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
12445                         ret = -EFAULT;
12446                         goto err_free;
12447                 }
12448
12449                 /* check insn_off */
12450                 ret = -EINVAL;
12451                 if (i == 0) {
12452                         if (krecord[i].insn_off) {
12453                                 verbose(env,
12454                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
12455                                         krecord[i].insn_off);
12456                                 goto err_free;
12457                         }
12458                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
12459                         verbose(env,
12460                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
12461                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
12462                         goto err_free;
12463                 }
12464
12465                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
12466                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
12467                         goto err_free;
12468                 }
12469
12470                 /* check type_id */
12471                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
12472                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
12473                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
12474                                 krecord[i].type_id);
12475                         goto err_free;
12476                 }
12477                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
12478
12479                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
12480                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
12481                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
12482                         goto err_free;
12483                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
12484                 scalar_return =
12485                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
12486                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
12487                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
12488                         goto err_free;
12489                 }
12490                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
12491                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
12492                         goto err_free;
12493                 }
12494
12495                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
12496                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
12497         }
12498
12499         prog->aux->func_info = krecord;
12500         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
12501         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
12502         return 0;
12503
12504 err_free:
12505         kvfree(krecord);
12506         kfree(info_aux);
12507         return ret;
12508 }
12509
12510 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
12511 {
12512         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
12513         int i;
12514
12515         if (!aux->func_info)
12516                 return;
12517
12518         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
12519                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
12520 }
12521
12522 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
12523 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
12524
12525 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
12526                           const union bpf_attr *attr,
12527                           bpfptr_t uattr)
12528 {
12529         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
12530         struct bpf_subprog_info *sub;
12531         struct bpf_line_info *linfo;
12532         struct bpf_prog *prog;
12533         const struct btf *btf;
12534         bpfptr_t ulinfo;
12535         int err;
12536
12537         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
12538         if (!nr_linfo)
12539                 return 0;
12540         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
12541                 return -EINVAL;
12542
12543         rec_size = attr->line_info_rec_size;
12544         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
12545             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
12546             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
12547                 return -EINVAL;
12548
12549         /* Need to zero it in case the userspace may
12550          * pass in a smaller bpf_line_info object.
12551          */
12552         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
12553                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
12554         if (!linfo)
12555                 return -ENOMEM;
12556
12557         prog = env->prog;
12558         btf = prog->aux->btf;
12559
12560         s = 0;
12561         sub = env->subprog_info;
12562         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
12563         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
12564         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
12565         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
12566                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
12567                 if (err) {
12568                         if (err == -E2BIG) {
12569                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
12570                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12571                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
12572                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
12573                                         err = -EFAULT;
12574                         }
12575                         goto err_free;
12576                 }
12577
12578                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
12579                         err = -EFAULT;
12580                         goto err_free;
12581                 }
12582
12583                 /*
12584                  * Check insn_off to ensure
12585                  * 1) strictly increasing AND
12586                  * 2) bounded by prog->len
12587                  *
12588                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
12589                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
12590                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
12591                  * first sub also and the first sub must have
12592                  * subprog_info[0].start == 0.
12593                  */
12594                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
12595                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
12596                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
12597                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
12598                                 prog->len);
12599                         err = -EINVAL;
12600                         goto err_free;
12601                 }
12602
12603                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
12604                         verbose(env,
12605                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
12606                                 i);
12607                         err = -EINVAL;
12608                         goto err_free;
12609                 }
12610
12611                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
12612                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
12613                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
12614                         err = -EINVAL;
12615                         goto err_free;
12616                 }
12617
12618                 if (s != env->subprog_cnt) {
12619                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
12620                                 sub[s].linfo_idx = i;
12621                                 s++;
12622                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
12623                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
12624                                 err = -EINVAL;
12625                                 goto err_free;
12626                         }
12627                 }
12628
12629                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
12630                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
12631         }
12632
12633         if (s != env->subprog_cnt) {
12634                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
12635                         env->subprog_cnt - s, s);
12636                 err = -EINVAL;
12637                 goto err_free;
12638         }
12639
12640         prog->aux->linfo = linfo;
12641         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
12642
12643         return 0;
12644
12645 err_free:
12646         kvfree(linfo);
12647         return err;
12648 }
12649
12650 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
12651 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
12652
12653 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
12654                            const union bpf_attr *attr,
12655                            bpfptr_t uattr)
12656 {
12657         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
12658         struct bpf_core_relo core_relo = {};
12659         struct bpf_prog *prog = env->prog;
12660         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
12661         struct bpf_core_ctx ctx = {
12662                 .log = &env->log,
12663                 .btf = btf,
12664         };
12665         bpfptr_t u_core_relo;
12666         int err;
12667
12668         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
12669         if (!nr_core_relo)
12670                 return 0;
12671         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
12672                 return -EINVAL;
12673
12674         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
12675         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
12676             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
12677             rec_size % sizeof(u32))
12678                 return -EINVAL;
12679
12680         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
12681         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
12682         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
12683
12684         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
12685          * relocation record one at a time.
12686          */
12687         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
12688                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
12689                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
12690                 if (err) {
12691                         if (err == -E2BIG) {
12692                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
12693                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
12694                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
12695                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
12696                                         err = -EFAULT;
12697                         }
12698                         break;
12699                 }
12700
12701                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
12702                         err = -EFAULT;
12703                         break;
12704                 }
12705
12706                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
12707                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
12708                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
12709                         err = -EINVAL;
12710                         break;
12711                 }
12712
12713                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
12714                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
12715                 if (err)
12716                         break;
12717                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
12718         }
12719         return err;
12720 }
12721
12722 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
12723                           const union bpf_attr *attr,
12724                           bpfptr_t uattr)
12725 {
12726         struct btf *btf;
12727         int err;
12728
12729         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
12730                 if (check_abnormal_return(env))
12731                         return -EINVAL;
12732                 return 0;
12733         }
12734
12735         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
12736         if (IS_ERR(btf))
12737                 return PTR_ERR(btf);
12738         if (btf_is_kernel(btf)) {
12739                 btf_put(btf);
12740                 return -EACCES;
12741         }
12742         env->prog->aux->btf = btf;
12743
12744         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
12745         if (err)
12746                 return err;
12747
12748         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
12749         if (err)
12750                 return err;
12751
12752         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
12753         if (err)
12754                 return err;
12755
12756         return 0;
12757 }
12758
12759 /* check %cur's range satisfies %old's */
12760 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
12761                          struct bpf_reg_state *cur)
12762 {
12763         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
12764                old->umax_value >= cur->umax_value &&
12765                old->smin_value <= cur->smin_value &&
12766                old->smax_value >= cur->smax_value &&
12767                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
12768                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
12769                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
12770                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
12771 }
12772
12773 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
12774  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
12775  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
12776  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
12777  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
12778  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
12779  * that.
12780  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
12781  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
12782  */
12783 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
12784 {
12785         unsigned int i;
12786
12787         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
12788                 if (!idmap[i].old) {
12789                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
12790                         idmap[i].old = old_id;
12791                         idmap[i].cur = cur_id;
12792                         return true;
12793                 }
12794                 if (idmap[i].old == old_id)
12795                         return idmap[i].cur == cur_id;
12796         }
12797         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
12798         WARN_ON_ONCE(1);
12799         return false;
12800 }
12801
12802 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
12803                              struct bpf_func_state *st)
12804 {
12805         enum bpf_reg_liveness live;
12806         int i, j;
12807
12808         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
12809                 live = st->regs[i].live;
12810                 /* liveness must not touch this register anymore */
12811                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
12812                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
12813                         /* since the register is unused, clear its state
12814                          * to make further comparison simpler
12815                          */
12816                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
12817         }
12818
12819         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
12820                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
12821                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
12822                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
12823                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
12824                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
12825                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
12826                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
12827                 }
12828         }
12829 }
12830
12831 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
12832                                  struct bpf_verifier_state *st)
12833 {
12834         int i;
12835
12836         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
12837                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
12838                 return;
12839
12840         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
12841                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
12842 }
12843
12844 /* the parentage chains form a tree.
12845  * the verifier states are added to state lists at given insn and
12846  * pushed into state stack for future exploration.
12847  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
12848  * stored in the state lists have their final liveness state already,
12849  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
12850  * the verifier explores other branches.
12851  * Example:
12852  * 1: r0 = 1
12853  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
12854  * 3: r0 = 2
12855  * 4: exit
12856  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
12857  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
12858  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
12859  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
12860  *
12861  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
12862  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
12863  * time means that all states below this branch were already explored and
12864  * their final liveness marks are already propagated.
12865  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
12866  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
12867  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
12868  * will not be used.
12869  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
12870  * to simplify state merging.
12871  *
12872  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
12873  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
12874  * the callsites
12875  */
12876 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
12877                               struct bpf_verifier_state *cur)
12878 {
12879         struct bpf_verifier_state_list *sl;
12880         int i;
12881
12882         sl = *explored_state(env, insn);
12883         while (sl) {
12884                 if (sl->state.branches)
12885                         goto next;
12886                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
12887                     sl->state.curframe != cur->curframe)
12888                         goto next;
12889                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
12890                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
12891                                 goto next;
12892                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
12893 next:
12894                 sl = sl->next;
12895         }
12896 }
12897
12898 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
12899 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
12900                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
12901 {
12902         bool equal;
12903
12904         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
12905                 /* explored state didn't use this */
12906                 return true;
12907
12908         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
12909
12910         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
12911                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
12912                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
12913                  */
12914                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
12915
12916         if (equal)
12917                 return true;
12918
12919         if (rold->type == NOT_INIT)
12920                 /* explored state can't have used this */
12921                 return true;
12922         if (rcur->type == NOT_INIT)
12923                 return false;
12924         switch (base_type(rold->type)) {
12925         case SCALAR_VALUE:
12926                 if (env->explore_alu_limits)
12927                         return false;
12928                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
12929                         if (!rold->precise)
12930                                 return true;
12931                         /* new val must satisfy old val knowledge */
12932                         return range_within(rold, rcur) &&
12933                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
12934                 } else {
12935                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
12936                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
12937                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
12938                          * while pointers are not. We could make this safe in
12939                          * special cases if root is calling us, but it's
12940                          * probably not worth the hassle.
12941                          */
12942                         return false;
12943                 }
12944         case PTR_TO_MAP_KEY:
12945         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12946                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
12947                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
12948                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
12949                  * checked, doing so could have affected others with the same
12950                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
12951                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
12952                  */
12953                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
12954                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
12955                                 return false;
12956                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
12957                                 return false;
12958                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
12959                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
12960                 }
12961
12962                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
12963                  * everything else matches, we are OK.
12964                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
12965                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
12966                  * the rest of the prog is valid for one map element then
12967                  * it's valid for all map elements regardless of the key
12968                  * used in bpf_map_lookup()
12969                  */
12970                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
12971                        range_within(rold, rcur) &&
12972                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
12973         case PTR_TO_PACKET_META:
12974         case PTR_TO_PACKET:
12975                 if (rcur->type != rold->type)
12976                         return false;
12977                 /* We must have at least as much range as the old ptr
12978                  * did, so that any accesses which were safe before are
12979                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
12980                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
12981                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
12982                  */
12983                 if (rold->range > rcur->range)
12984                         return false;
12985                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
12986                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
12987                  */
12988                 if (rold->off != rcur->off)
12989                         return false;
12990                 /* id relations must be preserved */
12991                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
12992                         return false;
12993                 /* new val must satisfy old val knowledge */
12994                 return range_within(rold, rcur) &&
12995                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
12996         case PTR_TO_CTX:
12997         case CONST_PTR_TO_MAP:
12998         case PTR_TO_PACKET_END:
12999         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
13000         case PTR_TO_SOCKET:
13001         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13002         case PTR_TO_TCP_SOCK:
13003         case PTR_TO_XDP_SOCK:
13004                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
13005                  * would have accepted
13006                  */
13007         default:
13008                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
13009                 return false;
13010         }
13011
13012         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
13013         WARN_ON_ONCE(1);
13014         return false;
13015 }
13016
13017 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
13018                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
13019 {
13020         int i, spi;
13021
13022         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
13023          * slots in the current stack, since explored(safe) state
13024          * didn't use them
13025          */
13026         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
13027                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
13028
13029                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
13030                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
13031                         /* explored state didn't use this */
13032                         continue;
13033                 }
13034
13035                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
13036                         continue;
13037
13038                 /* explored stack has more populated slots than current stack
13039                  * and these slots were used
13040                  */
13041                 if (i >= cur->allocated_stack)
13042                         return false;
13043
13044                 /* if old state was safe with misc data in the stack
13045                  * it will be safe with zero-initialized stack.
13046                  * The opposite is not true
13047                  */
13048                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
13049                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
13050                         continue;
13051                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
13052                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
13053                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
13054                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
13055                          * this verifier states are not equivalent,
13056                          * return false to continue verification of this path
13057                          */
13058                         return false;
13059                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
13060                         continue;
13061                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
13062                         continue;
13063                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
13064                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
13065                         /* when explored and current stack slot are both storing
13066                          * spilled registers, check that stored pointers types
13067                          * are the same as well.
13068                          * Ex: explored safe path could have stored
13069                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
13070                          * but current path has stored:
13071                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
13072                          * such verifier states are not equivalent.
13073                          * return false to continue verification of this path
13074                          */
13075                         return false;
13076         }
13077         return true;
13078 }
13079
13080 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
13081 {
13082         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
13083                 return false;
13084         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
13085                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
13086 }
13087
13088 /* compare two verifier states
13089  *
13090  * all states stored in state_list are known to be valid, since
13091  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
13092  *
13093  * this function is called when verifier exploring different branches of
13094  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
13095  * more strict register state and more strict stack state then this execution
13096  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
13097  * concluded that more strict state leads to valid finish.
13098  *
13099  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
13100  * and explored stack state is more conservative than the current one.
13101  * Example:
13102  *       explored                   current
13103  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
13104  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
13105  *
13106  * In other words if current stack state (one being explored) has more
13107  * valid slots than old one that already passed validation, it means
13108  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
13109  *
13110  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
13111  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
13112  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
13113  */
13114 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
13115                               struct bpf_func_state *cur)
13116 {
13117         int i;
13118
13119         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
13120         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
13121                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
13122                              env->idmap_scratch))
13123                         return false;
13124
13125         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
13126                 return false;
13127
13128         if (!refsafe(old, cur))
13129                 return false;
13130
13131         return true;
13132 }
13133
13134 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
13135                          struct bpf_verifier_state *old,
13136                          struct bpf_verifier_state *cur)
13137 {
13138         int i;
13139
13140         if (old->curframe != cur->curframe)
13141                 return false;
13142
13143         /* Verification state from speculative execution simulation
13144          * must never prune a non-speculative execution one.
13145          */
13146         if (old->speculative && !cur->speculative)
13147                 return false;
13148
13149         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr ||
13150             old->active_lock.id != cur->active_lock.id)
13151                 return false;
13152
13153         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
13154                 return false;
13155
13156         /* for states to be equal callsites have to be the same
13157          * and all frame states need to be equivalent
13158          */
13159         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
13160                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
13161                         return false;
13162                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
13163                         return false;
13164         }
13165         return true;
13166 }
13167
13168 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
13169  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
13170  */
13171 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
13172                                   struct bpf_reg_state *reg,
13173                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
13174 {
13175         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
13176         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
13177         int err;
13178
13179         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
13180          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
13181          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
13182          */
13183         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
13184             /* Or if there is no read flag from REG. */
13185             !flag ||
13186             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
13187             parent_flag == flag)
13188                 return 0;
13189
13190         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
13191         if (err)
13192                 return err;
13193
13194         return flag;
13195 }
13196
13197 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
13198  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
13199  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
13200  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
13201  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
13202  * in mark_reg_read() is for.
13203  */
13204 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
13205                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
13206                               struct bpf_verifier_state *vparent)
13207 {
13208         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
13209         struct bpf_func_state *state, *parent;
13210         int i, frame, err = 0;
13211
13212         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
13213                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
13214                      vparent->curframe, vstate->curframe);
13215                 return -EFAULT;
13216         }
13217         /* Propagate read liveness of registers... */
13218         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
13219         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
13220                 parent = vparent->frame[frame];
13221                 state = vstate->frame[frame];
13222                 parent_reg = parent->regs;
13223                 state_reg = state->regs;
13224                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
13225                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
13226                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
13227                                                      &parent_reg[i]);
13228                         if (err < 0)
13229                                 return err;
13230                         if (err == REG_LIVE_READ64)
13231                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
13232                 }
13233
13234                 /* Propagate stack slots. */
13235                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
13236                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13237                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
13238                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
13239                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
13240                                                      parent_reg);
13241                         if (err < 0)
13242                                 return err;
13243                 }
13244         }
13245         return 0;
13246 }
13247
13248 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
13249  * propagate them into the current state
13250  */
13251 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
13252                                const struct bpf_verifier_state *old)
13253 {
13254         struct bpf_reg_state *state_reg;
13255         struct bpf_func_state *state;
13256         int i, err = 0, fr;
13257
13258         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
13259                 state = old->frame[fr];
13260                 state_reg = state->regs;
13261                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
13262                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
13263                             !state_reg->precise)
13264                                 continue;
13265                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
13266                                 verbose(env, "frame %d: propagating r%d\n", i, fr);
13267                         err = mark_chain_precision_frame(env, fr, i);
13268                         if (err < 0)
13269                                 return err;
13270                 }
13271
13272                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13273                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
13274                                 continue;
13275                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
13276                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
13277                             !state_reg->precise)
13278                                 continue;
13279                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
13280                                 verbose(env, "frame %d: propagating fp%d\n",
13281                                         (-i - 1) * BPF_REG_SIZE, fr);
13282                         err = mark_chain_precision_stack_frame(env, fr, i);
13283                         if (err < 0)
13284                                 return err;
13285                 }
13286         }
13287         return 0;
13288 }
13289
13290 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
13291                                  struct bpf_verifier_state *cur)
13292 {
13293         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
13294         int i, fr = cur->curframe;
13295
13296         if (old->curframe != fr)
13297                 return false;
13298
13299         fold = old->frame[fr];
13300         fcur = cur->frame[fr];
13301         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
13302                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
13303                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
13304                         return false;
13305         return true;
13306 }
13307
13308
13309 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
13310 {
13311         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
13312         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
13313         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
13314         int i, j, err, states_cnt = 0;
13315         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
13316
13317         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
13318         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
13319                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
13320                  * be doing state search here
13321                  */
13322                 return 0;
13323
13324         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
13325          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
13326          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
13327          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
13328          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
13329          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
13330          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
13331          */
13332         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
13333             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
13334                 add_new_state = true;
13335
13336         pprev = explored_state(env, insn_idx);
13337         sl = *pprev;
13338
13339         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
13340
13341         while (sl) {
13342                 states_cnt++;
13343                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
13344                         goto next;
13345
13346                 if (sl->state.branches) {
13347                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
13348
13349                         if (frame->in_async_callback_fn &&
13350                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
13351                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
13352                                  * processing another entry into async callback.
13353                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
13354                                  * loop or infinite recursion.
13355                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
13356                                  * to stop processing the current state. The previous state
13357                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
13358                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
13359                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
13360                                  * inside async callbacks.
13361                                  */
13362                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
13363                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
13364                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
13365                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
13366                                 return -EINVAL;
13367                         }
13368                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
13369                          * too often, since different loop iterations have distinct
13370                          * states and may not help future pruning.
13371                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
13372                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
13373                          * The most abusive loop will be:
13374                          * r1 += 1
13375                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
13376                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
13377                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
13378                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
13379                          */
13380                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
13381                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
13382                                 add_new_state = false;
13383                         goto miss;
13384                 }
13385                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
13386                         sl->hit_cnt++;
13387                         /* reached equivalent register/stack state,
13388                          * prune the search.
13389                          * Registers read by the continuation are read by us.
13390                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
13391                          * will prevent corresponding reads in the continuation
13392                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
13393                          * own state will get the read marks recorded, but
13394                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
13395                          * this state and will pop a new one.
13396                          */
13397                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
13398
13399                         /* if previous state reached the exit with precision and
13400                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
13401                          * the precision needs to be propagated back in
13402                          * the current state.
13403                          */
13404                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
13405                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
13406                         if (err)
13407                                 return err;
13408                         return 1;
13409                 }
13410 miss:
13411                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
13412                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
13413                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
13414                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
13415                  * and some at the end) to help pruning.
13416                  */
13417                 if (add_new_state)
13418                         sl->miss_cnt++;
13419                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
13420                  * to keep checking from state equivalence point of view.
13421                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
13422                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
13423                  */
13424                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
13425                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
13426                          * speed up verification
13427                          */
13428                         *pprev = sl->next;
13429                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
13430                                 u32 br = sl->state.branches;
13431
13432                                 WARN_ONCE(br,
13433                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
13434                                           br);
13435                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
13436                                 kfree(sl);
13437                                 env->peak_states--;
13438                         } else {
13439                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
13440                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
13441                                  * be freed at the end of verification
13442                                  */
13443                                 sl->next = env->free_list;
13444                                 env->free_list = sl;
13445                         }
13446                         sl = *pprev;
13447                         continue;
13448                 }
13449 next:
13450                 pprev = &sl->next;
13451                 sl = *pprev;
13452         }
13453
13454         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
13455                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
13456
13457         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
13458                 return push_jmp_history(env, cur);
13459
13460         if (!add_new_state)
13461                 return push_jmp_history(env, cur);
13462
13463         /* There were no equivalent states, remember the current one.
13464          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
13465          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
13466          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
13467          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
13468          * again on the way to bpf_exit.
13469          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
13470          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
13471          */
13472         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
13473         if (!new_sl)
13474                 return -ENOMEM;
13475         env->total_states++;
13476         env->peak_states++;
13477         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
13478         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
13479
13480         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
13481         if (env->bpf_capable)
13482                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
13483
13484         /* add new state to the head of linked list */
13485         new = &new_sl->state;
13486         err = copy_verifier_state(new, cur);
13487         if (err) {
13488                 free_verifier_state(new, false);
13489                 kfree(new_sl);
13490                 return err;
13491         }
13492         new->insn_idx = insn_idx;
13493         WARN_ONCE(new->branches != 1,
13494                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
13495
13496         cur->parent = new;
13497         cur->first_insn_idx = insn_idx;
13498         clear_jmp_history(cur);
13499         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
13500         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
13501         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
13502          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
13503          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
13504          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
13505          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
13506          * from callee with its full parentage chain, anyway.
13507          */
13508         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
13509          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
13510          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
13511          * their parent and current state never has children yet.  Only
13512          * explored_states can get read marks.)
13513          */
13514         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
13515                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
13516                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
13517                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
13518                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
13519         }
13520
13521         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
13522         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
13523                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
13524                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
13525
13526                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
13527                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
13528                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
13529                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
13530                 }
13531         }
13532         return 0;
13533 }
13534
13535 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
13536 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
13537 {
13538         switch (base_type(type)) {
13539         case PTR_TO_CTX:
13540         case PTR_TO_SOCKET:
13541         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13542         case PTR_TO_TCP_SOCK:
13543         case PTR_TO_XDP_SOCK:
13544         case PTR_TO_BTF_ID:
13545                 return false;
13546         default:
13547                 return true;
13548         }
13549 }
13550
13551 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
13552  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
13553  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
13554  *
13555  * R1 = sock_ptr
13556  * goto X;
13557  * ...
13558  * R1 = some_other_valid_ptr;
13559  * goto X;
13560  * ...
13561  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
13562  */
13563 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
13564 {
13565         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
13566                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
13567 }
13568
13569 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
13570 {
13571         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
13572         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
13573         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13574         struct bpf_reg_state *regs;
13575         int insn_cnt = env->prog->len;
13576         bool do_print_state = false;
13577         int prev_insn_idx = -1;
13578
13579         for (;;) {
13580                 struct bpf_insn *insn;
13581                 u8 class;
13582                 int err;
13583
13584                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
13585                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
13586                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
13587                                 env->insn_idx, insn_cnt);
13588                         return -EFAULT;
13589                 }
13590
13591                 insn = &insns[env->insn_idx];
13592                 class = BPF_CLASS(insn->code);
13593
13594                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
13595                         verbose(env,
13596                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
13597                                 env->insn_processed);
13598                         return -E2BIG;
13599                 }
13600
13601                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
13602                 if (err < 0)
13603                         return err;
13604                 if (err == 1) {
13605                         /* found equivalent state, can prune the search */
13606                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13607                                 if (do_print_state)
13608                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
13609                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
13610                                                 env->cur_state->speculative ?
13611                                                 " (speculative execution)" : "");
13612                                 else
13613                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
13614                         }
13615                         goto process_bpf_exit;
13616                 }
13617
13618                 if (signal_pending(current))
13619                         return -EAGAIN;
13620
13621                 if (need_resched())
13622                         cond_resched();
13623
13624                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
13625                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
13626                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
13627                                 env->cur_state->speculative ?
13628                                 " (speculative execution)" : "");
13629                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
13630                         do_print_state = false;
13631                 }
13632
13633                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
13634                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
13635                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
13636                                 .cb_print       = verbose,
13637                                 .private_data   = env,
13638                         };
13639
13640                         if (verifier_state_scratched(env))
13641                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
13642
13643                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
13644                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
13645                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
13646                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
13647                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
13648                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
13649                 }
13650
13651                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13652                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
13653                                                            env->prev_insn_idx);
13654                         if (err)
13655                                 return err;
13656                 }
13657
13658                 regs = cur_regs(env);
13659                 sanitize_mark_insn_seen(env);
13660                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
13661
13662                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
13663                         err = check_alu_op(env, insn);
13664                         if (err)
13665                                 return err;
13666
13667                 } else if (class == BPF_LDX) {
13668                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
13669
13670                         /* check for reserved fields is already done */
13671
13672                         /* check src operand */
13673                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13674                         if (err)
13675                                 return err;
13676
13677                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13678                         if (err)
13679                                 return err;
13680
13681                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
13682
13683                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
13684                          * the state of dst_reg will be updated by this func
13685                          */
13686                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
13687                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13688                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
13689                         if (err)
13690                                 return err;
13691
13692                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
13693
13694                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
13695                                 /* saw a valid insn
13696                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
13697                                  * save type to validate intersecting paths
13698                                  */
13699                                 *prev_src_type = src_reg_type;
13700
13701                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
13702                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
13703                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
13704                                  * with different pointer types:
13705                                  * src_reg == ctx in one branch and
13706                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
13707                                  * Reject it.
13708                                  */
13709                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
13710                                 return -EINVAL;
13711                         }
13712
13713                 } else if (class == BPF_STX) {
13714                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
13715
13716                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
13717                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
13718                                 if (err)
13719                                         return err;
13720                                 env->insn_idx++;
13721                                 continue;
13722                         }
13723
13724                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
13725                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
13726                                 return -EINVAL;
13727                         }
13728
13729                         /* check src1 operand */
13730                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13731                         if (err)
13732                                 return err;
13733                         /* check src2 operand */
13734                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13735                         if (err)
13736                                 return err;
13737
13738                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
13739
13740                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
13741                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
13742                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13743                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
13744                         if (err)
13745                                 return err;
13746
13747                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
13748
13749                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
13750                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
13751                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
13752                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
13753                                 return -EINVAL;
13754                         }
13755
13756                 } else if (class == BPF_ST) {
13757                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
13758                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
13759                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
13760                                 return -EINVAL;
13761                         }
13762                         /* check src operand */
13763                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13764                         if (err)
13765                                 return err;
13766
13767                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
13768                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
13769                                         insn->dst_reg,
13770                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
13771                                 return -EACCES;
13772                         }
13773
13774                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
13775                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
13776                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
13777                                                BPF_WRITE, -1, false);
13778                         if (err)
13779                                 return err;
13780
13781                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
13782                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13783
13784                         env->jmps_processed++;
13785                         if (opcode == BPF_CALL) {
13786                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13787                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
13788                                      && insn->off != 0) ||
13789                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
13790                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
13791                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
13792                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13793                                     class == BPF_JMP32) {
13794                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
13795                                         return -EINVAL;
13796                                 }
13797
13798                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13799                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
13800                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
13801                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
13802                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_list_api_kfunc(insn->imm)))) {
13803                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
13804                                                 return -EINVAL;
13805                                         }
13806                                 }
13807                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
13808                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
13809                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
13810                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
13811                                 else
13812                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
13813                                 if (err)
13814                                         return err;
13815                         } else if (opcode == BPF_JA) {
13816                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13817                                     insn->imm != 0 ||
13818                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13819                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13820                                     class == BPF_JMP32) {
13821                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
13822                                         return -EINVAL;
13823                                 }
13824
13825                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
13826                                 continue;
13827
13828                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
13829                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13830                                     insn->imm != 0 ||
13831                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13832                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
13833                                     class == BPF_JMP32) {
13834                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
13835                                         return -EINVAL;
13836                                 }
13837
13838                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
13839                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
13840                                         return -EINVAL;
13841                                 }
13842
13843                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
13844                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
13845                                         return -EINVAL;
13846                                 }
13847
13848                                 /* We must do check_reference_leak here before
13849                                  * prepare_func_exit to handle the case when
13850                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
13851                                  * function, for which reference_state must
13852                                  * match caller reference state when it exits.
13853                                  */
13854                                 err = check_reference_leak(env);
13855                                 if (err)
13856                                         return err;
13857
13858                                 if (state->curframe) {
13859                                         /* exit from nested function */
13860                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
13861                                         if (err)
13862                                                 return err;
13863                                         do_print_state = true;
13864                                         continue;
13865                                 }
13866
13867                                 err = check_return_code(env);
13868                                 if (err)
13869                                         return err;
13870 process_bpf_exit:
13871                                 mark_verifier_state_scratched(env);
13872                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
13873                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
13874                                                 &env->insn_idx, pop_log);
13875                                 if (err < 0) {
13876                                         if (err != -ENOENT)
13877                                                 return err;
13878                                         break;
13879                                 } else {
13880                                         do_print_state = true;
13881                                         continue;
13882                                 }
13883                         } else {
13884                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
13885                                 if (err)
13886                                         return err;
13887                         }
13888                 } else if (class == BPF_LD) {
13889                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
13890
13891                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
13892                                 err = check_ld_abs(env, insn);
13893                                 if (err)
13894                                         return err;
13895
13896                         } else if (mode == BPF_IMM) {
13897                                 err = check_ld_imm(env, insn);
13898                                 if (err)
13899                                         return err;
13900
13901                                 env->insn_idx++;
13902                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
13903                         } else {
13904                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
13905                                 return -EINVAL;
13906                         }
13907                 } else {
13908                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
13909                         return -EINVAL;
13910                 }
13911
13912                 env->insn_idx++;
13913         }
13914
13915         return 0;
13916 }
13917
13918 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
13919 {
13920         const struct btf_type *t;
13921         const char *tname;
13922         int i, n;
13923
13924         /*
13925          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
13926          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
13927          * types to look at only module's own BTF types.
13928          */
13929         n = btf_nr_types(btf);
13930         if (btf_is_module(btf))
13931                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
13932         else
13933                 i = 1;
13934
13935         for(; i < n; i++) {
13936                 t = btf_type_by_id(btf, i);
13937                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
13938                         continue;
13939
13940                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
13941                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
13942                         return i;
13943         }
13944
13945         return -ENOENT;
13946 }
13947
13948 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
13949 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
13950                                struct bpf_insn *insn,
13951                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
13952 {
13953         const struct btf_var_secinfo *vsi;
13954         const struct btf_type *datasec;
13955         struct btf_mod_pair *btf_mod;
13956         const struct btf_type *t;
13957         const char *sym_name;
13958         bool percpu = false;
13959         u32 type, id = insn->imm;
13960         struct btf *btf;
13961         s32 datasec_id;
13962         u64 addr;
13963         int i, btf_fd, err;
13964
13965         btf_fd = insn[1].imm;
13966         if (btf_fd) {
13967                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
13968                 if (IS_ERR(btf)) {
13969                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
13970                         return -EINVAL;
13971                 }
13972         } else {
13973                 if (!btf_vmlinux) {
13974                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
13975                         return -EINVAL;
13976                 }
13977                 btf = btf_vmlinux;
13978                 btf_get(btf);
13979         }
13980
13981         t = btf_type_by_id(btf, id);
13982         if (!t) {
13983                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
13984                 err = -ENOENT;
13985                 goto err_put;
13986         }
13987
13988         if (!btf_type_is_var(t)) {
13989                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
13990                 err = -EINVAL;
13991                 goto err_put;
13992         }
13993
13994         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
13995         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
13996         if (!addr) {
13997                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
13998                         sym_name);
13999                 err = -ENOENT;
14000                 goto err_put;
14001         }
14002
14003         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
14004         if (datasec_id > 0) {
14005                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
14006                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
14007                         if (vsi->type == id) {
14008                                 percpu = true;
14009                                 break;
14010                         }
14011                 }
14012         }
14013
14014         insn[0].imm = (u32)addr;
14015         insn[1].imm = addr >> 32;
14016
14017         type = t->type;
14018         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
14019         if (percpu) {
14020                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
14021                 aux->btf_var.btf = btf;
14022                 aux->btf_var.btf_id = type;
14023         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
14024                 const struct btf_type *ret;
14025                 const char *tname;
14026                 u32 tsize;
14027
14028                 /* resolve the type size of ksym. */
14029                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
14030                 if (IS_ERR(ret)) {
14031                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14032                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
14033                                 tname, PTR_ERR(ret));
14034                         err = -EINVAL;
14035                         goto err_put;
14036                 }
14037                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
14038                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
14039         } else {
14040                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
14041                 aux->btf_var.btf = btf;
14042                 aux->btf_var.btf_id = type;
14043         }
14044
14045         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
14046         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
14047                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
14048                         btf_put(btf);
14049                         return 0;
14050                 }
14051         }
14052
14053         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
14054                 err = -E2BIG;
14055                 goto err_put;
14056         }
14057
14058         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
14059         btf_mod->btf = btf;
14060         btf_mod->module = NULL;
14061
14062         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
14063         if (btf_is_module(btf)) {
14064                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
14065                 if (!btf_mod->module) {
14066                         err = -ENXIO;
14067                         goto err_put;
14068                 }
14069         }
14070
14071         env->used_btf_cnt++;
14072
14073         return 0;
14074 err_put:
14075         btf_put(btf);
14076         return err;
14077 }
14078
14079 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
14080 {
14081         switch (type) {
14082         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
14083         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
14084         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
14085         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14086         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
14087                 return true;
14088         default:
14089                 return false;
14090         }
14091 }
14092
14093 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
14094                                         struct bpf_map *map,
14095                                         struct bpf_prog *prog)
14096
14097 {
14098         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
14099
14100         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD)) {
14101                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14102                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_list_head yet\n");
14103                         return -EINVAL;
14104                 }
14105         }
14106
14107         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
14108                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
14109                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14110                         return -EINVAL;
14111                 }
14112
14113                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14114                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14115                         return -EINVAL;
14116                 }
14117
14118                 if (prog->aux->sleepable) {
14119                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
14120                         return -EINVAL;
14121                 }
14122         }
14123
14124         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
14125                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
14126                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
14127                         return -EINVAL;
14128                 }
14129         }
14130
14131         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
14132             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
14133                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
14134                 return -EINVAL;
14135         }
14136
14137         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
14138                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
14139                 return -EINVAL;
14140         }
14141
14142         if (prog->aux->sleepable)
14143                 switch (map->map_type) {
14144                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
14145                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
14146                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
14147                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
14148                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
14149                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
14150                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
14151                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
14152                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
14153                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
14154                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
14155                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
14156                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
14157                         break;
14158                 default:
14159                         verbose(env,
14160                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
14161                         return -EINVAL;
14162                 }
14163
14164         return 0;
14165 }
14166
14167 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
14168 {
14169         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
14170                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
14171 }
14172
14173 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
14174  *
14175  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
14176  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
14177  *
14178  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
14179  */
14180 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
14181 {
14182         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14183         int insn_cnt = env->prog->len;
14184         int i, j, err;
14185
14186         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
14187         if (err)
14188                 return err;
14189
14190         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14191                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
14192                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
14193                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
14194                         return -EINVAL;
14195                 }
14196
14197                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
14198                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
14199                         struct bpf_map *map;
14200                         struct fd f;
14201                         u64 addr;
14202                         u32 fd;
14203
14204                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
14205                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
14206                             insn[1].off != 0) {
14207                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
14208                                 return -EINVAL;
14209                         }
14210
14211                         if (insn[0].src_reg == 0)
14212                                 /* valid generic load 64-bit imm */
14213                                 goto next_insn;
14214
14215                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14216                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
14217                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
14218                                 if (err)
14219                                         return err;
14220                                 goto next_insn;
14221                         }
14222
14223                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14224                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
14225                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
14226                                 goto next_insn;
14227                         }
14228
14229                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
14230                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
14231                          */
14232                         switch (insn[0].src_reg) {
14233                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
14234                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
14235                                 break;
14236                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
14237                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
14238                                 if (insn[1].imm == 0)
14239                                         break;
14240                                 fallthrough;
14241                         default:
14242                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
14243                                 return -EINVAL;
14244                         }
14245
14246                         switch (insn[0].src_reg) {
14247                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
14248                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
14249                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
14250                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
14251                                         return -EPROTO;
14252                                 }
14253                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
14254                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
14255                                                             sizeof(fd)))
14256                                         return -EFAULT;
14257                                 break;
14258                         default:
14259                                 fd = insn[0].imm;
14260                                 break;
14261                         }
14262
14263                         f = fdget(fd);
14264                         map = __bpf_map_get(f);
14265                         if (IS_ERR(map)) {
14266                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
14267                                         insn[0].imm);
14268                                 return PTR_ERR(map);
14269                         }
14270
14271                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
14272                         if (err) {
14273                                 fdput(f);
14274                                 return err;
14275                         }
14276
14277                         aux = &env->insn_aux_data[i];
14278                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14279                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14280                                 addr = (unsigned long)map;
14281                         } else {
14282                                 u32 off = insn[1].imm;
14283
14284                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
14285                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
14286                                         fdput(f);
14287                                         return -EINVAL;
14288                                 }
14289
14290                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
14291                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
14292                                         fdput(f);
14293                                         return -EINVAL;
14294                                 }
14295
14296                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
14297                                 if (err) {
14298                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
14299                                                 map->value_size, off);
14300                                         fdput(f);
14301                                         return err;
14302                                 }
14303
14304                                 aux->map_off = off;
14305                                 addr += off;
14306                         }
14307
14308                         insn[0].imm = (u32)addr;
14309                         insn[1].imm = addr >> 32;
14310
14311                         /* check whether we recorded this map already */
14312                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
14313                                 if (env->used_maps[j] == map) {
14314                                         aux->map_index = j;
14315                                         fdput(f);
14316                                         goto next_insn;
14317                                 }
14318                         }
14319
14320                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
14321                                 fdput(f);
14322                                 return -E2BIG;
14323                         }
14324
14325                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
14326                          * the map will be released by release_maps() or it
14327                          * will be used by the valid program until it's unloaded
14328                          * and all maps are released in free_used_maps()
14329                          */
14330                         bpf_map_inc(map);
14331
14332                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
14333                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
14334
14335                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
14336                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
14337                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
14338                                 fdput(f);
14339                                 return -EBUSY;
14340                         }
14341
14342                         fdput(f);
14343 next_insn:
14344                         insn++;
14345                         i++;
14346                         continue;
14347                 }
14348
14349                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
14350                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
14351                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
14352                         return -EINVAL;
14353                 }
14354         }
14355
14356         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
14357          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
14358          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
14359          */
14360         return 0;
14361 }
14362
14363 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
14364 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
14365 {
14366         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
14367                              env->used_map_cnt);
14368 }
14369
14370 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
14371 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
14372 {
14373         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
14374                              env->used_btf_cnt);
14375 }
14376
14377 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
14378 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
14379 {
14380         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14381         int insn_cnt = env->prog->len;
14382         int i;
14383
14384         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14385                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
14386                         continue;
14387                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
14388                         continue;
14389                 insn->src_reg = 0;
14390         }
14391 }
14392
14393 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
14394  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
14395  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
14396  */
14397 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
14398                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
14399                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
14400 {
14401         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
14402         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
14403         u32 old_seen = old_data[off].seen;
14404         u32 prog_len;
14405         int i;
14406
14407         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
14408          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
14409          * original insn at old prog.
14410          */
14411         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
14412
14413         if (cnt == 1)
14414                 return;
14415         prog_len = new_prog->len;
14416
14417         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
14418         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
14419                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
14420         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
14421                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
14422                 new_data[i].seen = old_seen;
14423                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
14424         }
14425         env->insn_aux_data = new_data;
14426         vfree(old_data);
14427 }
14428
14429 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
14430 {
14431         int i;
14432
14433         if (len == 1)
14434                 return;
14435         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
14436         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
14437                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
14438                         continue;
14439                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
14440         }
14441 }
14442
14443 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
14444 {
14445         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
14446         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
14447         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
14448
14449         for (i = 0; i < sz; i++) {
14450                 desc = &tab[i];
14451                 if (desc->insn_idx <= off)
14452                         continue;
14453                 desc->insn_idx += len - 1;
14454         }
14455 }
14456
14457 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
14458                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
14459 {
14460         struct bpf_prog *new_prog;
14461         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
14462
14463         if (len > 1) {
14464                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
14465                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
14466                 if (!new_data)
14467                         return NULL;
14468         }
14469
14470         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
14471         if (IS_ERR(new_prog)) {
14472                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
14473                         verbose(env,
14474                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
14475                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
14476                 vfree(new_data);
14477                 return NULL;
14478         }
14479         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
14480         adjust_subprog_starts(env, off, len);
14481         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
14482         return new_prog;
14483 }
14484
14485 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
14486                                               u32 off, u32 cnt)
14487 {
14488         int i, j;
14489
14490         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
14491         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
14492                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
14493                         break;
14494         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
14495         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
14496                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
14497                         break;
14498         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
14499          * the front of previous prog
14500          */
14501         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
14502                 j--;
14503
14504         if (j > i) {
14505                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14506                 int move;
14507
14508                 /* move fake 'exit' subprog as well */
14509                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
14510
14511                 memmove(env->subprog_info + i,
14512                         env->subprog_info + j,
14513                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
14514                 env->subprog_cnt -= j - i;
14515
14516                 /* remove func_info */
14517                 if (aux->func_info) {
14518                         move = aux->func_info_cnt - j;
14519
14520                         memmove(aux->func_info + i,
14521                                 aux->func_info + j,
14522                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
14523                         aux->func_info_cnt -= j - i;
14524                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
14525                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
14526                          */
14527                 }
14528         } else {
14529                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
14530                 if (env->subprog_info[i].start == off)
14531                         i++;
14532         }
14533
14534         /* update fake 'exit' subprog as well */
14535         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
14536                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
14537
14538         return 0;
14539 }
14540
14541 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
14542                                       u32 cnt)
14543 {
14544         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14545         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
14546         struct bpf_line_info *linfo;
14547
14548         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
14549         if (!nr_linfo)
14550                 return 0;
14551
14552         linfo = prog->aux->linfo;
14553
14554         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
14555         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
14556                 if (linfo[i].insn_off >= off)
14557                         break;
14558
14559         l_off = i;
14560         l_cnt = 0;
14561         for (; i < nr_linfo; i++)
14562                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
14563                         l_cnt++;
14564                 else
14565                         break;
14566
14567         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
14568          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
14569          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
14570          */
14571         if (prog->len != off && l_cnt &&
14572             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
14573                 l_cnt--;
14574                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
14575         }
14576
14577         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
14578         if (l_cnt) {
14579                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
14580                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
14581
14582                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
14583                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
14584         }
14585
14586         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
14587         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
14588                 linfo[i].insn_off -= cnt;
14589
14590         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
14591         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
14592                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
14593                         /* program may have started in the removed region but
14594                          * may not be fully removed
14595                          */
14596                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
14597                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
14598                         else
14599                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
14600                 }
14601
14602         return 0;
14603 }
14604
14605 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
14606 {
14607         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14608         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
14609         int err;
14610
14611         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14612                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
14613
14614         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
14615         if (err)
14616                 return err;
14617
14618         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
14619         if (err)
14620                 return err;
14621
14622         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
14623         if (err)
14624                 return err;
14625
14626         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
14627                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
14628
14629         return 0;
14630 }
14631
14632 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
14633  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
14634  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
14635  * with 'ja -1'.
14636  *
14637  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
14638  * program and through another bug we would manage to jump there, then
14639  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
14640  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
14641  * code could be located.
14642  */
14643 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
14644 {
14645         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14646         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
14647         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14648         const int insn_cnt = env->prog->len;
14649         int i;
14650
14651         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14652                 if (aux_data[i].seen)
14653                         continue;
14654                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
14655                 aux_data[i].zext_dst = false;
14656         }
14657 }
14658
14659 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
14660 {
14661         u8 op;
14662
14663         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
14664                 return true;
14665
14666         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
14667                 return false;
14668
14669         op = BPF_OP(code);
14670         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
14671 }
14672
14673 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
14674 {
14675         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14676         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
14677         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14678         const int insn_cnt = env->prog->len;
14679         int i;
14680
14681         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14682                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
14683                         continue;
14684
14685                 if (!aux_data[i + 1].seen)
14686                         ja.off = insn->off;
14687                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
14688                         ja.off = 0;
14689                 else
14690                         continue;
14691
14692                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14693                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
14694
14695                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
14696         }
14697 }
14698
14699 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
14700 {
14701         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
14702         int insn_cnt = env->prog->len;
14703         int i, err;
14704
14705         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14706                 int j;
14707
14708                 j = 0;
14709                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
14710                         j++;
14711                 if (!j)
14712                         continue;
14713
14714                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
14715                 if (err)
14716                         return err;
14717                 insn_cnt = env->prog->len;
14718         }
14719
14720         return 0;
14721 }
14722
14723 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
14724 {
14725         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
14726         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14727         int insn_cnt = env->prog->len;
14728         int i, err;
14729
14730         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14731                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
14732                         continue;
14733
14734                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
14735                 if (err)
14736                         return err;
14737                 insn_cnt--;
14738                 i--;
14739         }
14740
14741         return 0;
14742 }
14743
14744 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
14745                                          const union bpf_attr *attr)
14746 {
14747         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
14748         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
14749         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
14750         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
14751         struct bpf_prog *new_prog;
14752         bool rnd_hi32;
14753
14754         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
14755         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
14756         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
14757         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
14758         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
14759         for (i = 0; i < len; i++) {
14760                 int adj_idx = i + delta;
14761                 struct bpf_insn insn;
14762                 int load_reg;
14763
14764                 insn = insns[adj_idx];
14765                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
14766                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
14767                         u8 code, class;
14768                         u32 imm_rnd;
14769
14770                         if (!rnd_hi32)
14771                                 continue;
14772
14773                         code = insn.code;
14774                         class = BPF_CLASS(code);
14775                         if (load_reg == -1)
14776                                 continue;
14777
14778                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
14779                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
14780                          *       here.
14781                          */
14782                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
14783                                 if (class == BPF_LD &&
14784                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
14785                                         i++;
14786                                 continue;
14787                         }
14788
14789                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
14790                         if (class == BPF_LDX &&
14791                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
14792                                 continue;
14793
14794                         imm_rnd = get_random_u32();
14795                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
14796                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
14797                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
14798                         patch = rnd_hi32_patch;
14799                         patch_len = 4;
14800                         goto apply_patch_buffer;
14801                 }
14802
14803                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
14804                  * it or b) it's a CMPXCHG.
14805                  *
14806                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
14807                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
14808                  * equivalent instruction only does this load when the
14809                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
14810                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
14811                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
14812                  */
14813                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
14814                         continue;
14815
14816                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
14817                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
14818                         return -EFAULT;
14819                 }
14820
14821                 zext_patch[0] = insn;
14822                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
14823                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
14824                 patch = zext_patch;
14825                 patch_len = 2;
14826 apply_patch_buffer:
14827                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
14828                 if (!new_prog)
14829                         return -ENOMEM;
14830                 env->prog = new_prog;
14831                 insns = new_prog->insnsi;
14832                 aux = env->insn_aux_data;
14833                 delta += patch_len - 1;
14834         }
14835
14836         return 0;
14837 }
14838
14839 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
14840  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
14841  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
14842  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
14843  */
14844 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
14845 {
14846         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
14847         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
14848         const int insn_cnt = env->prog->len;
14849         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
14850         u32 target_size, size_default, off;
14851         struct bpf_prog *new_prog;
14852         enum bpf_access_type type;
14853         bool is_narrower_load;
14854
14855         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
14856                 if (!ops->gen_prologue) {
14857                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14858                         return -EINVAL;
14859                 }
14860                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
14861                                         env->prog);
14862                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14863                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14864                         return -EINVAL;
14865                 } else if (cnt) {
14866                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
14867                         if (!new_prog)
14868                                 return -ENOMEM;
14869
14870                         env->prog = new_prog;
14871                         delta += cnt - 1;
14872                 }
14873         }
14874
14875         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
14876                 return 0;
14877
14878         insn = env->prog->insnsi + delta;
14879
14880         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14881                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
14882                 bool ctx_access;
14883
14884                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
14885                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
14886                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
14887                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
14888                         type = BPF_READ;
14889                         ctx_access = true;
14890                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
14891                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
14892                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
14893                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
14894                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
14895                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
14896                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
14897                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
14898                         type = BPF_WRITE;
14899                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
14900                 } else {
14901                         continue;
14902                 }
14903
14904                 if (type == BPF_WRITE &&
14905                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
14906                         struct bpf_insn patch[] = {
14907                                 *insn,
14908                                 BPF_ST_NOSPEC(),
14909                         };
14910
14911                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
14912                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
14913                         if (!new_prog)
14914                                 return -ENOMEM;
14915
14916                         delta    += cnt - 1;
14917                         env->prog = new_prog;
14918                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14919                         continue;
14920                 }
14921
14922                 if (!ctx_access)
14923                         continue;
14924
14925                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
14926                 case PTR_TO_CTX:
14927                         if (!ops->convert_ctx_access)
14928                                 continue;
14929                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
14930                         break;
14931                 case PTR_TO_SOCKET:
14932                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
14933                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
14934                         break;
14935                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
14936                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
14937                         break;
14938                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
14939                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
14940                         break;
14941                 case PTR_TO_BTF_ID:
14942                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
14943                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
14944                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
14945                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
14946                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
14947                  * for this case.
14948                  */
14949                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
14950                         if (type == BPF_READ) {
14951                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
14952                                         BPF_SIZE((insn)->code);
14953                                 env->prog->aux->num_exentries++;
14954                         }
14955                         continue;
14956                 default:
14957                         continue;
14958                 }
14959
14960                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
14961                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
14962
14963                 /* If the read access is a narrower load of the field,
14964                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
14965                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
14966                  * we will apply proper mask to the result.
14967                  */
14968                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
14969                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
14970                 off = insn->off;
14971                 if (is_narrower_load) {
14972                         u8 size_code;
14973
14974                         if (type == BPF_WRITE) {
14975                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
14976                                 return -EINVAL;
14977                         }
14978
14979                         size_code = BPF_H;
14980                         if (ctx_field_size == 4)
14981                                 size_code = BPF_W;
14982                         else if (ctx_field_size == 8)
14983                                 size_code = BPF_DW;
14984
14985                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
14986                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
14987                 }
14988
14989                 target_size = 0;
14990                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
14991                                          &target_size);
14992                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
14993                     (ctx_field_size && !target_size)) {
14994                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14995                         return -EINVAL;
14996                 }
14997
14998                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
14999                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
15000                                 off, size, size_default) * 8;
15001                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15002                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
15003                                 return -EINVAL;
15004                         }
15005                         if (ctx_field_size <= 4) {
15006                                 if (shift)
15007                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
15008                                                                         insn->dst_reg,
15009                                                                         shift);
15010                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
15011                                                                 (1 << size * 8) - 1);
15012                         } else {
15013                                 if (shift)
15014                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
15015                                                                         insn->dst_reg,
15016                                                                         shift);
15017                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
15018                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
15019                         }
15020                 }
15021
15022                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15023                 if (!new_prog)
15024                         return -ENOMEM;
15025
15026                 delta += cnt - 1;
15027
15028                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
15029                 env->prog = new_prog;
15030                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15031         }
15032
15033         return 0;
15034 }
15035
15036 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
15037 {
15038         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
15039         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
15040         struct bpf_map *map_ptr;
15041         struct bpf_insn *insn;
15042         void *old_bpf_func;
15043         int err, num_exentries;
15044
15045         if (env->subprog_cnt <= 1)
15046                 return 0;
15047
15048         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15049                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
15050                         continue;
15051
15052                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
15053                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
15054                  * propagated in any case.
15055                  */
15056                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
15057                 if (subprog < 0) {
15058                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
15059                                   i + insn->imm + 1);
15060                         return -EFAULT;
15061                 }
15062                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
15063                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
15064                  */
15065                 insn->off = subprog;
15066                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
15067                  * to interpreter will be needed
15068                  */
15069                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
15070                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
15071                 insn->imm = 1;
15072                 if (bpf_pseudo_func(insn))
15073                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
15074                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
15075                          * Force a non zero here.
15076                          */
15077                         insn[1].imm = 1;
15078         }
15079
15080         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
15081         if (err)
15082                 goto out_undo_insn;
15083
15084         err = -ENOMEM;
15085         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
15086         if (!func)
15087                 goto out_undo_insn;
15088
15089         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15090                 subprog_start = subprog_end;
15091                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
15092
15093                 len = subprog_end - subprog_start;
15094                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
15095                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
15096                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
15097                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
15098                  */
15099                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
15100                 if (!func[i])
15101                         goto out_free;
15102                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
15103                        len * sizeof(struct bpf_insn));
15104                 func[i]->type = prog->type;
15105                 func[i]->len = len;
15106                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
15107                         goto out_free;
15108                 func[i]->is_func = 1;
15109                 func[i]->aux->func_idx = i;
15110                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
15111                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
15112                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
15113                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
15114                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
15115                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
15116
15117                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
15118                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
15119
15120                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
15121                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
15122                             poke->insn_idx >= subprog_start)
15123                                 poke->aux = func[i]->aux;
15124                 }
15125
15126                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
15127                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
15128                 func[i]->jit_requested = 1;
15129                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
15130                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
15131                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
15132                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
15133                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
15134                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
15135                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
15136                 num_exentries = 0;
15137                 insn = func[i]->insnsi;
15138                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
15139                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
15140                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
15141                                 num_exentries++;
15142                 }
15143                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
15144                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
15145                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
15146                 if (!func[i]->jited) {
15147                         err = -ENOTSUPP;
15148                         goto out_free;
15149                 }
15150                 cond_resched();
15151         }
15152
15153         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
15154          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
15155          * run last pass of JIT
15156          */
15157         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15158                 insn = func[i]->insnsi;
15159                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
15160                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15161                                 subprog = insn->off;
15162                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
15163                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
15164                                 continue;
15165                         }
15166                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
15167                                 continue;
15168                         subprog = insn->off;
15169                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
15170                 }
15171
15172                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
15173                  * of the JITed images for each function in the program
15174                  *
15175                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
15176                  * might not be large enough to hold the offset of the start
15177                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
15178                  *
15179                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
15180                  * by using its subprog id, available from the off field of
15181                  * the call instruction, as an index for this list
15182                  */
15183                 func[i]->aux->func = func;
15184                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
15185         }
15186         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15187                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
15188                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
15189                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
15190                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
15191                         err = -ENOTSUPP;
15192                         goto out_free;
15193                 }
15194                 cond_resched();
15195         }
15196
15197         /* finally lock prog and jit images for all functions and
15198          * populate kallsysm
15199          */
15200         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15201                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
15202                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
15203         }
15204
15205         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
15206          * prog consistent for later dump requests, so they can
15207          * later look the same as if they were interpreted only.
15208          */
15209         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15210                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15211                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15212                         insn[1].imm = insn->off;
15213                         insn->off = 0;
15214                         continue;
15215                 }
15216                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15217                         continue;
15218                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15219                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
15220                 insn->imm = subprog;
15221         }
15222
15223         prog->jited = 1;
15224         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
15225         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
15226         prog->aux->func = func;
15227         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
15228         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
15229         return 0;
15230 out_free:
15231         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
15232          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
15233          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
15234          */
15235         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
15236                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
15237                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
15238         }
15239         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
15240          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
15241          * released with the main prog.
15242          */
15243         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
15244                 if (!func[i])
15245                         continue;
15246                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
15247                 bpf_jit_free(func[i]);
15248         }
15249         kfree(func);
15250 out_undo_insn:
15251         /* cleanup main prog to be interpreted */
15252         prog->jit_requested = 0;
15253         prog->blinding_requested = 0;
15254         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
15255                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15256                         continue;
15257                 insn->off = 0;
15258                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
15259         }
15260         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
15261         return err;
15262 }
15263
15264 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
15265 {
15266 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
15267         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15268         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
15269         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
15270         int i, depth;
15271 #endif
15272         int err = 0;
15273
15274         if (env->prog->jit_requested &&
15275             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15276                 err = jit_subprogs(env);
15277                 if (err == 0)
15278                         return 0;
15279                 if (err == -EFAULT)
15280                         return err;
15281         }
15282 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
15283         if (has_kfunc_call) {
15284                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
15285                 return -EINVAL;
15286         }
15287         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
15288                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
15289                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
15290                  */
15291                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
15292                 return -EINVAL;
15293         }
15294         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
15295                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
15296                         /* When JIT fails the progs with callback calls
15297                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
15298                          */
15299                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
15300                         return -EINVAL;
15301                 }
15302
15303                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
15304                         continue;
15305                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
15306                 if (depth < 0)
15307                         return depth;
15308                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
15309         }
15310         err = 0;
15311 #endif
15312         return err;
15313 }
15314
15315 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
15316                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
15317 {
15318         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
15319
15320         if (!insn->imm) {
15321                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
15322                 return -EINVAL;
15323         }
15324
15325         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
15326          * an address (relative to __bpf_base_call).
15327          */
15328         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
15329         if (!desc) {
15330                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
15331                         insn->imm);
15332                 return -EFAULT;
15333         }
15334
15335         *cnt = 0;
15336         insn->imm = desc->imm;
15337         if (insn->off)
15338                 return 0;
15339         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
15340                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
15341                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
15342                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
15343
15344                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
15345                 insn_buf[1] = addr[0];
15346                 insn_buf[2] = addr[1];
15347                 insn_buf[3] = *insn;
15348                 *cnt = 4;
15349         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
15350                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
15351                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
15352
15353                 insn_buf[0] = addr[0];
15354                 insn_buf[1] = addr[1];
15355                 insn_buf[2] = *insn;
15356                 *cnt = 3;
15357         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
15358                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
15359                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
15360                 *cnt = 1;
15361         }
15362         return 0;
15363 }
15364
15365 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
15366  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
15367  */
15368 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
15369 {
15370         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15371         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
15372         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
15373         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
15374         const struct bpf_func_proto *fn;
15375         const int insn_cnt = prog->len;
15376         const struct bpf_map_ops *ops;
15377         struct bpf_insn_aux_data *aux;
15378         struct bpf_insn insn_buf[16];
15379         struct bpf_prog *new_prog;
15380         struct bpf_map *map_ptr;
15381         int i, ret, cnt, delta = 0;
15382
15383         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
15384                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
15385                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
15386                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
15387                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
15388                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
15389                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
15390                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
15391                         struct bpf_insn *patchlet;
15392                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
15393                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
15394                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
15395                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
15396                                              0, 2, 0),
15397                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
15398                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
15399                                 *insn,
15400                         };
15401                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
15402                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
15403                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
15404                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
15405                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
15406                                 *insn,
15407                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
15408                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
15409                         };
15410
15411                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
15412                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
15413                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
15414
15415                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
15416                         if (!new_prog)
15417                                 return -ENOMEM;
15418
15419                         delta    += cnt - 1;
15420                         env->prog = prog = new_prog;
15421                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15422                         continue;
15423                 }
15424
15425                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
15426                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
15427                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
15428                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
15429                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
15430                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15431                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15432                                 return -EINVAL;
15433                         }
15434
15435                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15436                         if (!new_prog)
15437                                 return -ENOMEM;
15438
15439                         delta    += cnt - 1;
15440                         env->prog = prog = new_prog;
15441                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15442                         continue;
15443                 }
15444
15445                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
15446                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
15447                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
15448                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
15449                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
15450                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
15451                         bool issrc, isneg, isimm;
15452                         u32 off_reg;
15453
15454                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15455                         if (!aux->alu_state ||
15456                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
15457                                 continue;
15458
15459                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
15460                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
15461                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
15462                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
15463
15464                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
15465                         if (isimm) {
15466                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
15467                         } else {
15468                                 if (isneg)
15469                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
15470                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
15471                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
15472                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
15473                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
15474                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
15475                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
15476                         }
15477                         if (!issrc)
15478                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
15479                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
15480                         if (isneg)
15481                                 insn->code = insn->code == code_add ?
15482                                              code_sub : code_add;
15483                         *patch++ = *insn;
15484                         if (issrc && isneg && !isimm)
15485                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
15486                         cnt = patch - insn_buf;
15487
15488                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15489                         if (!new_prog)
15490                                 return -ENOMEM;
15491
15492                         delta    += cnt - 1;
15493                         env->prog = prog = new_prog;
15494                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15495                         continue;
15496                 }
15497
15498                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
15499                         continue;
15500                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
15501                         continue;
15502                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
15503                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
15504                         if (ret)
15505                                 return ret;
15506                         if (cnt == 0)
15507                                 continue;
15508
15509                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15510                         if (!new_prog)
15511                                 return -ENOMEM;
15512
15513                         delta    += cnt - 1;
15514                         env->prog = prog = new_prog;
15515                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15516                         continue;
15517                 }
15518
15519                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
15520                         prog->dst_needed = 1;
15521                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
15522                         bpf_user_rnd_init_once();
15523                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
15524                         prog->kprobe_override = 1;
15525                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
15526                         /* If we tail call into other programs, we
15527                          * cannot make any assumptions since they can
15528                          * be replaced dynamically during runtime in
15529                          * the program array.
15530                          */
15531                         prog->cb_access = 1;
15532                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
15533                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
15534                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
15535
15536                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
15537                          * conditional branch in the interpreter for every normal
15538                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
15539                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
15540                          */
15541                         insn->imm = 0;
15542                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
15543
15544                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15545                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
15546                             prog->jit_requested &&
15547                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
15548                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
15549                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
15550                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
15551                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
15552                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
15553                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
15554                                         .insn_idx = i + delta,
15555                                 };
15556
15557                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
15558                                 if (ret < 0) {
15559                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
15560                                         return ret;
15561                                 }
15562
15563                                 insn->imm = ret + 1;
15564                                 continue;
15565                         }
15566
15567                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
15568                                 continue;
15569
15570                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
15571                          * emit two extra insns:
15572                          * if (index >= max_entries) goto out;
15573                          * index &= array->index_mask;
15574                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
15575                          */
15576                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
15577                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
15578                                 return -EINVAL;
15579                         }
15580
15581                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
15582                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
15583                                                   map_ptr->max_entries, 2);
15584                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
15585                                                     container_of(map_ptr,
15586                                                                  struct bpf_array,
15587                                                                  map)->index_mask);
15588                         insn_buf[2] = *insn;
15589                         cnt = 3;
15590                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15591                         if (!new_prog)
15592                                 return -ENOMEM;
15593
15594                         delta    += cnt - 1;
15595                         env->prog = prog = new_prog;
15596                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15597                         continue;
15598                 }
15599
15600                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
15601                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
15602                          * with different maps and the register states prepared by
15603                          * set_timer_callback_state will be accurate.
15604                          *
15605                          * The following use case is valid:
15606                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
15607                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
15608                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
15609                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
15610                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
15611                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
15612                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
15613                          */
15614                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
15615                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
15616                         };
15617
15618                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
15619                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
15620                         insn_buf[2] = *insn;
15621                         cnt = 3;
15622
15623                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15624                         if (!new_prog)
15625                                 return -ENOMEM;
15626
15627                         delta    += cnt - 1;
15628                         env->prog = prog = new_prog;
15629                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15630                         goto patch_call_imm;
15631                 }
15632
15633                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
15634                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
15635                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
15636                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
15637                         else
15638                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
15639                         insn_buf[1] = *insn;
15640                         cnt = 2;
15641
15642                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15643                         if (!new_prog)
15644                                 return -ENOMEM;
15645
15646                         delta += cnt - 1;
15647                         env->prog = prog = new_prog;
15648                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
15649                         goto patch_call_imm;
15650                 }
15651
15652                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
15653                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
15654                  * only.
15655                  */
15656                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
15657                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
15658                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
15659                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
15660                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
15661                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
15662                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
15663                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
15664                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
15665                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
15666                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
15667                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
15668                                 goto patch_call_imm;
15669
15670                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
15671                         ops = map_ptr->ops;
15672                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
15673                             ops->map_gen_lookup) {
15674                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
15675                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
15676                                         goto patch_map_ops_generic;
15677                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
15678                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15679                                         return -EINVAL;
15680                                 }
15681
15682                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
15683                                                                insn_buf, cnt);
15684                                 if (!new_prog)
15685                                         return -ENOMEM;
15686
15687                                 delta    += cnt - 1;
15688                                 env->prog = prog = new_prog;
15689                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15690                                 continue;
15691                         }
15692
15693                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
15694                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
15695                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
15696                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
15697                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
15698                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
15699                                               u64 flags))NULL));
15700                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
15701                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
15702                                               u64 flags))NULL));
15703                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
15704                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
15705                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
15706                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
15707                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
15708                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
15709                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
15710                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
15711                                               bpf_callback_t callback_fn,
15712                                               void *callback_ctx,
15713                                               u64 flags))NULL));
15714                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
15715                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
15716
15717 patch_map_ops_generic:
15718                         switch (insn->imm) {
15719                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
15720                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
15721                                 continue;
15722                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
15723                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
15724                                 continue;
15725                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
15726                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
15727                                 continue;
15728                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
15729                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
15730                                 continue;
15731                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
15732                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
15733                                 continue;
15734                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
15735                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
15736                                 continue;
15737                         case BPF_FUNC_redirect_map:
15738                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
15739                                 continue;
15740                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
15741                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
15742                                 continue;
15743                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
15744                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
15745                                 continue;
15746                         }
15747
15748                         goto patch_call_imm;
15749                 }
15750
15751                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
15752                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
15753                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
15754                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
15755                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
15756                                              (unsigned long)&jiffies),
15757                         };
15758
15759                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
15760                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
15761                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
15762                                                   BPF_REG_0, 0);
15763                         cnt = 3;
15764
15765                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
15766                                                        cnt);
15767                         if (!new_prog)
15768                                 return -ENOMEM;
15769
15770                         delta    += cnt - 1;
15771                         env->prog = prog = new_prog;
15772                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15773                         continue;
15774                 }
15775
15776                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
15777                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15778                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
15779                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
15780                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15781                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
15782                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
15783                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
15784                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
15785                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
15786                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
15787                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
15788                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
15789                         cnt = 9;
15790
15791                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15792                         if (!new_prog)
15793                                 return -ENOMEM;
15794
15795                         delta    += cnt - 1;
15796                         env->prog = prog = new_prog;
15797                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15798                         continue;
15799                 }
15800
15801                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
15802                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15803                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
15804                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
15805                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
15806                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
15807                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15808                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
15809                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
15810                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
15811                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
15812                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
15813                                 cnt = 6;
15814                         } else {
15815                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
15816                                 cnt = 1;
15817                         }
15818
15819                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
15820                         if (!new_prog)
15821                                 return -ENOMEM;
15822
15823                         delta    += cnt - 1;
15824                         env->prog = prog = new_prog;
15825                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15826                         continue;
15827                 }
15828
15829                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
15830                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15831                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
15832                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
15833                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
15834
15835                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
15836                         if (!new_prog)
15837                                 return -ENOMEM;
15838
15839                         env->prog = prog = new_prog;
15840                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15841                         continue;
15842                 }
15843
15844                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
15845                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15846                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
15847                         /* Load IP address from ctx - 16 */
15848                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
15849
15850                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
15851                         if (!new_prog)
15852                                 return -ENOMEM;
15853
15854                         env->prog = prog = new_prog;
15855                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
15856                         continue;
15857                 }
15858
15859 patch_call_imm:
15860                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
15861                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
15862                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
15863                  */
15864                 if (!fn->func) {
15865                         verbose(env,
15866                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
15867                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
15868                         return -EFAULT;
15869                 }
15870                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
15871         }
15872
15873         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
15874         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
15875                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
15876                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
15877                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
15878                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
15879                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
15880                         return -EINVAL;
15881                 }
15882
15883                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
15884                 if (ret < 0) {
15885                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
15886                         return ret;
15887                 }
15888         }
15889
15890         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
15891
15892         return 0;
15893 }
15894
15895 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
15896                                         int position,
15897                                         s32 stack_base,
15898                                         u32 callback_subprogno,
15899                                         u32 *cnt)
15900 {
15901         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
15902         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
15903         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
15904         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
15905         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
15906         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
15907
15908         struct bpf_prog *new_prog;
15909         u32 callback_start;
15910         u32 call_insn_offset;
15911         s32 callback_offset;
15912
15913         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
15914          * be careful to modify this code in sync.
15915          */
15916         struct bpf_insn insn_buf[] = {
15917                 /* Return error and jump to the end of the patch if
15918                  * expected number of iterations is too big.
15919                  */
15920                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
15921                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
15922                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
15923                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
15924                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
15925                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
15926                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
15927                 /* initialize loop vars */
15928                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
15929                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
15930                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
15931                 /* loop header,
15932                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
15933                  */
15934                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
15935                 /* callback call,
15936                  * correct callback offset would be set after patching
15937                  */
15938                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
15939                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
15940                 BPF_CALL_REL(0),
15941                 /* increment loop counter */
15942                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
15943                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
15944                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
15945                 /* return value of bpf_loop,
15946                  * set R0 to the number of iterations
15947                  */
15948                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
15949                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
15950                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
15951                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
15952                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
15953         };
15954
15955         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
15956         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
15957         if (!new_prog)
15958                 return new_prog;
15959
15960         /* callback start is known only after patching */
15961         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
15962         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
15963         call_insn_offset = position + 12;
15964         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
15965         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
15966
15967         return new_prog;
15968 }
15969
15970 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
15971 {
15972         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
15973                 insn->src_reg == 0 &&
15974                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
15975 }
15976
15977 /* For all sub-programs in the program (including main) check
15978  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
15979  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
15980  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
15981  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
15982  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
15983  * registers are used to store the loop bound, counter and context
15984  * variables.
15985  */
15986 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
15987 {
15988         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
15989         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
15990         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
15991         int insn_cnt = env->prog->len;
15992         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
15993         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
15994         u16 stack_depth_extra = 0;
15995
15996         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
15997                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
15998                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
15999
16000                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
16001                         struct bpf_prog *new_prog;
16002
16003                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
16004                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
16005                                                    i + delta,
16006                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
16007                                                    inline_state->callback_subprogno,
16008                                                    &cnt);
16009                         if (!new_prog)
16010                                 return -ENOMEM;
16011
16012                         delta     += cnt - 1;
16013                         env->prog  = new_prog;
16014                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
16015                 }
16016
16017                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
16018                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
16019                         cur_subprog++;
16020                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
16021                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
16022                         stack_depth_extra = 0;
16023                 }
16024         }
16025
16026         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
16027
16028         return 0;
16029 }
16030
16031 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
16032 {
16033         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
16034         int i;
16035
16036         sl = env->free_list;
16037         while (sl) {
16038                 sln = sl->next;
16039                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16040                 kfree(sl);
16041                 sl = sln;
16042         }
16043         env->free_list = NULL;
16044
16045         if (!env->explored_states)
16046                 return;
16047
16048         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
16049                 sl = env->explored_states[i];
16050
16051                 while (sl) {
16052                         sln = sl->next;
16053                         free_verifier_state(&sl->state, false);
16054                         kfree(sl);
16055                         sl = sln;
16056                 }
16057                 env->explored_states[i] = NULL;
16058         }
16059 }
16060
16061 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
16062 {
16063         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16064         struct bpf_verifier_state *state;
16065         struct bpf_reg_state *regs;
16066         int ret, i;
16067
16068         env->prev_linfo = NULL;
16069         env->pass_cnt++;
16070
16071         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
16072         if (!state)
16073                 return -ENOMEM;
16074         state->curframe = 0;
16075         state->speculative = false;
16076         state->branches = 1;
16077         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
16078         if (!state->frame[0]) {
16079                 kfree(state);
16080                 return -ENOMEM;
16081         }
16082         env->cur_state = state;
16083         init_func_state(env, state->frame[0],
16084                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
16085                         0 /* frameno */,
16086                         subprog);
16087         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
16088         state->last_insn_idx = -1;
16089
16090         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
16091         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
16092                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
16093                 if (ret)
16094                         goto out;
16095                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
16096                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
16097                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
16098                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
16099                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
16100                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
16101                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
16102
16103                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
16104                                 regs[i].mem_size = mem_size;
16105                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
16106                         }
16107                 }
16108         } else {
16109                 /* 1st arg to a function */
16110                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
16111                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
16112                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
16113                 if (ret == -EFAULT)
16114                         /* unlikely verifier bug. abort.
16115                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
16116                          * main() function due to backward compatibility.
16117                          * Like socket filter program may be written as:
16118                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
16119                          * and never dereference that ctx in the program.
16120                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
16121                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
16122                          */
16123                         goto out;
16124         }
16125
16126         ret = do_check(env);
16127 out:
16128         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
16129          * do_check() under memory pressure.
16130          */
16131         if (env->cur_state) {
16132                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
16133                 env->cur_state = NULL;
16134         }
16135         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
16136         if (!ret && pop_log)
16137                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
16138         free_states(env);
16139         return ret;
16140 }
16141
16142 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
16143  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
16144  * Consider:
16145  * int bar(int);
16146  * int foo(int f)
16147  * {
16148  *    return bar(f);
16149  * }
16150  * int bar(int b)
16151  * {
16152  *    ...
16153  * }
16154  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
16155  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
16156  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
16157  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
16158  */
16159 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
16160 {
16161         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
16162         int i, ret;
16163
16164         if (!aux->func_info)
16165                 return 0;
16166
16167         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
16168                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
16169                         continue;
16170                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
16171                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
16172                 ret = do_check_common(env, i);
16173                 if (ret) {
16174                         return ret;
16175                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16176                         verbose(env,
16177                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
16178                                 i);
16179                 }
16180         }
16181         return 0;
16182 }
16183
16184 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
16185 {
16186         int ret;
16187
16188         env->insn_idx = 0;
16189         ret = do_check_common(env, 0);
16190         if (!ret)
16191                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
16192         return ret;
16193 }
16194
16195
16196 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
16197 {
16198         int i;
16199
16200         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
16201                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
16202                         div_u64(env->verification_time, 1000));
16203                 verbose(env, "stack depth ");
16204                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
16205                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
16206
16207                         verbose(env, "%d", depth);
16208                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
16209                                 verbose(env, "+");
16210                 }
16211                 verbose(env, "\n");
16212         }
16213         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
16214                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
16215                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
16216                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
16217                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
16218 }
16219
16220 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
16221 {
16222         const struct btf_type *t, *func_proto;
16223         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
16224         const struct btf_member *member;
16225         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16226         u32 btf_id, member_idx;
16227         const char *mname;
16228
16229         if (!prog->gpl_compatible) {
16230                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
16231                 return -EINVAL;
16232         }
16233
16234         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
16235         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
16236         if (!st_ops) {
16237                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
16238                         btf_id);
16239                 return -ENOTSUPP;
16240         }
16241
16242         t = st_ops->type;
16243         member_idx = prog->expected_attach_type;
16244         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
16245                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
16246                         member_idx, st_ops->name);
16247                 return -EINVAL;
16248         }
16249
16250         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
16251         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
16252         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
16253                                                NULL);
16254         if (!func_proto) {
16255                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
16256                         mname, member_idx, st_ops->name);
16257                 return -EINVAL;
16258         }
16259
16260         if (st_ops->check_member) {
16261                 int err = st_ops->check_member(t, member);
16262
16263                 if (err) {
16264                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
16265                                 mname, st_ops->name);
16266                         return err;
16267                 }
16268         }
16269
16270         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
16271         prog->aux->attach_func_name = mname;
16272         env->ops = st_ops->verifier_ops;
16273
16274         return 0;
16275 }
16276 #define SECURITY_PREFIX "security_"
16277
16278 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
16279 {
16280         if (within_error_injection_list(addr) ||
16281             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
16282                 return 0;
16283
16284         return -EINVAL;
16285 }
16286
16287 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
16288  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
16289  */
16290 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
16291 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
16292  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
16293  */
16294 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
16295 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
16296 BTF_ID(func, should_failslab)
16297 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
16298
16299 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
16300 {
16301         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
16302 }
16303
16304 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
16305                             const struct bpf_prog *prog,
16306                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
16307                             u32 btf_id,
16308                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
16309 {
16310         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
16311         const char prefix[] = "btf_trace_";
16312         int ret = 0, subprog = -1, i;
16313         const struct btf_type *t;
16314         bool conservative = true;
16315         const char *tname;
16316         struct btf *btf;
16317         long addr = 0;
16318
16319         if (!btf_id) {
16320                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
16321                 return -EINVAL;
16322         }
16323         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
16324         if (!btf) {
16325                 bpf_log(log,
16326                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
16327                 return -EINVAL;
16328         }
16329         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
16330         if (!t) {
16331                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
16332                 return -EINVAL;
16333         }
16334         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16335         if (!tname) {
16336                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
16337                 return -EINVAL;
16338         }
16339         if (tgt_prog) {
16340                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
16341
16342                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
16343                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
16344                                 subprog = i;
16345                                 break;
16346                         }
16347                 if (subprog == -1) {
16348                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
16349                         return -EINVAL;
16350                 }
16351                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
16352                 if (prog_extension) {
16353                         if (conservative) {
16354                                 bpf_log(log,
16355                                         "Cannot replace static functions\n");
16356                                 return -EINVAL;
16357                         }
16358                         if (!prog->jit_requested) {
16359                                 bpf_log(log,
16360                                         "Extension programs should be JITed\n");
16361                                 return -EINVAL;
16362                         }
16363                 }
16364                 if (!tgt_prog->jited) {
16365                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
16366                         return -EINVAL;
16367                 }
16368                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
16369                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
16370                          * Cannot attach program extension to another extension.
16371                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
16372                          */
16373                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
16374                         return -EINVAL;
16375                 }
16376                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16377                     prog_extension &&
16378                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
16379                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
16380                         /* Program extensions can extend all program types
16381                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
16382                          * The fentry/fexit programs are used for performance
16383                          * analysis, stats and can be attached to any program
16384                          * type except themselves. When extension program is
16385                          * replacing XDP function it is necessary to allow
16386                          * performance analysis of all functions. Both original
16387                          * XDP program and its program extension. Hence
16388                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
16389                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
16390                          * would be possible to create long call chain
16391                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
16392                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
16393                          * allowed.
16394                          */
16395                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
16396                         return -EINVAL;
16397                 }
16398         } else {
16399                 if (prog_extension) {
16400                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
16401                         return -EINVAL;
16402                 }
16403         }
16404
16405         switch (prog->expected_attach_type) {
16406         case BPF_TRACE_RAW_TP:
16407                 if (tgt_prog) {
16408                         bpf_log(log,
16409                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
16410                         return -EINVAL;
16411                 }
16412                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
16413                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
16414                                 btf_id);
16415                         return -EINVAL;
16416                 }
16417                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
16418                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
16419                                 btf_id, tname);
16420                         return -EINVAL;
16421                 }
16422                 tname += sizeof(prefix) - 1;
16423                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16424                 if (!btf_type_is_ptr(t))
16425                         /* should never happen in valid vmlinux build */
16426                         return -EINVAL;
16427                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16428                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16429                         /* should never happen in valid vmlinux build */
16430                         return -EINVAL;
16431
16432                 break;
16433         case BPF_TRACE_ITER:
16434                 if (!btf_type_is_func(t)) {
16435                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
16436                                 btf_id);
16437                         return -EINVAL;
16438                 }
16439                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16440                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16441                         return -EINVAL;
16442                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
16443                 if (ret)
16444                         return ret;
16445                 break;
16446         default:
16447                 if (!prog_extension)
16448                         return -EINVAL;
16449                 fallthrough;
16450         case BPF_MODIFY_RETURN:
16451         case BPF_LSM_MAC:
16452         case BPF_LSM_CGROUP:
16453         case BPF_TRACE_FENTRY:
16454         case BPF_TRACE_FEXIT:
16455                 if (!btf_type_is_func(t)) {
16456                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
16457                                 btf_id);
16458                         return -EINVAL;
16459                 }
16460                 if (prog_extension &&
16461                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
16462                         return -EINVAL;
16463                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
16464                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
16465                         return -EINVAL;
16466
16467                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
16468                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
16469                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
16470                         return -EINVAL;
16471
16472                 if (tgt_prog && conservative)
16473                         t = NULL;
16474
16475                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
16476                 if (ret < 0)
16477                         return ret;
16478
16479                 if (tgt_prog) {
16480                         if (subprog == 0)
16481                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
16482                         else
16483                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
16484                 } else {
16485                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
16486                         if (!addr) {
16487                                 bpf_log(log,
16488                                         "The address of function %s cannot be found\n",
16489                                         tname);
16490                                 return -ENOENT;
16491                         }
16492                 }
16493
16494                 if (prog->aux->sleepable) {
16495                         ret = -EINVAL;
16496                         switch (prog->type) {
16497                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
16498                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
16499                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
16500                                  */
16501                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
16502                                     within_error_injection_list(addr))
16503                                         ret = 0;
16504                                 break;
16505                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
16506                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
16507                                  * Only some of them are sleepable.
16508                                  */
16509                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
16510                                         ret = 0;
16511                                 break;
16512                         default:
16513                                 break;
16514                         }
16515                         if (ret) {
16516                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
16517                                 return ret;
16518                         }
16519                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
16520                         if (tgt_prog) {
16521                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
16522                                 return -EINVAL;
16523                         }
16524                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
16525                         if (ret) {
16526                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
16527                                 return ret;
16528                         }
16529                 }
16530
16531                 break;
16532         }
16533         tgt_info->tgt_addr = addr;
16534         tgt_info->tgt_name = tname;
16535         tgt_info->tgt_type = t;
16536         return 0;
16537 }
16538
16539 BTF_SET_START(btf_id_deny)
16540 BTF_ID_UNUSED
16541 #ifdef CONFIG_SMP
16542 BTF_ID(func, migrate_disable)
16543 BTF_ID(func, migrate_enable)
16544 #endif
16545 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
16546 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
16547 #endif
16548 BTF_SET_END(btf_id_deny)
16549
16550 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
16551 {
16552         struct bpf_prog *prog = env->prog;
16553         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
16554         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
16555         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
16556         struct bpf_trampoline *tr;
16557         int ret;
16558         u64 key;
16559
16560         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
16561                 if (prog->aux->sleepable)
16562                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
16563                         return 0;
16564                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
16565                 return -EINVAL;
16566         }
16567
16568         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16569             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
16570                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
16571                 return -EINVAL;
16572         }
16573
16574         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
16575                 return check_struct_ops_btf_id(env);
16576
16577         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16578             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
16579             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
16580                 return 0;
16581
16582         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
16583         if (ret)
16584                 return ret;
16585
16586         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
16587                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
16588                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
16589                  * verification
16590                  */
16591                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
16592                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
16593         }
16594
16595         /* store info about the attachment target that will be used later */
16596         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
16597         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
16598
16599         if (tgt_prog) {
16600                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
16601                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
16602         }
16603
16604         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
16605                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
16606                 return 0;
16607         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
16608                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
16609                         return -EINVAL;
16610                 return 0;
16611         }
16612
16613         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
16614                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
16615                 if (ret < 0)
16616                         return ret;
16617         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
16618                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
16619                 return -EINVAL;
16620         }
16621
16622         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
16623         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
16624         if (!tr)
16625                 return -ENOMEM;
16626
16627         prog->aux->dst_trampoline = tr;
16628         return 0;
16629 }
16630
16631 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
16632 {
16633         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
16634                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
16635                 if (!btf_vmlinux)
16636                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
16637                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
16638         }
16639         return btf_vmlinux;
16640 }
16641
16642 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
16643 {
16644         u64 start_time = ktime_get_ns();
16645         struct bpf_verifier_env *env;
16646         struct bpf_verifier_log *log;
16647         int i, len, ret = -EINVAL;
16648         bool is_priv;
16649
16650         /* no program is valid */
16651         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
16652                 return -EINVAL;
16653
16654         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
16655          * allocate/free it every time bpf_check() is called
16656          */
16657         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
16658         if (!env)
16659                 return -ENOMEM;
16660         log = &env->log;
16661
16662         len = (*prog)->len;
16663         env->insn_aux_data =
16664                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
16665         ret = -ENOMEM;
16666         if (!env->insn_aux_data)
16667                 goto err_free_env;
16668         for (i = 0; i < len; i++)
16669                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
16670         env->prog = *prog;
16671         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
16672         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
16673         is_priv = bpf_capable();
16674
16675         bpf_get_btf_vmlinux();
16676
16677         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
16678         if (!is_priv)
16679                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
16680
16681         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
16682                 /* user requested verbose verifier output
16683                  * and supplied buffer to store the verification trace
16684                  */
16685                 log->level = attr->log_level;
16686                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
16687                 log->len_total = attr->log_size;
16688
16689                 /* log attributes have to be sane */
16690                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
16691                         ret = -EINVAL;
16692                         goto err_unlock;
16693                 }
16694         }
16695
16696         mark_verifier_state_clean(env);
16697
16698         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
16699                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
16700                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
16701                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
16702                 goto skip_full_check;
16703         }
16704
16705         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
16706         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
16707                 env->strict_alignment = true;
16708         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
16709                 env->strict_alignment = false;
16710
16711         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
16712         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
16713         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
16714         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
16715         env->bpf_capable = bpf_capable();
16716         env->rcu_tag_supported = btf_vmlinux &&
16717                 btf_find_by_name_kind(btf_vmlinux, "rcu", BTF_KIND_TYPE_TAG) > 0;
16718
16719         if (is_priv)
16720                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
16721
16722         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
16723                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
16724                                        GFP_USER);
16725         ret = -ENOMEM;
16726         if (!env->explored_states)
16727                 goto skip_full_check;
16728
16729         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
16730         if (ret < 0)
16731                 goto skip_full_check;
16732
16733         ret = check_subprogs(env);
16734         if (ret < 0)
16735                 goto skip_full_check;
16736
16737         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
16738         if (ret < 0)
16739                 goto skip_full_check;
16740
16741         ret = check_attach_btf_id(env);
16742         if (ret)
16743                 goto skip_full_check;
16744
16745         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
16746         if (ret < 0)
16747                 goto skip_full_check;
16748
16749         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
16750                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
16751                 if (ret)
16752                         goto skip_full_check;
16753         }
16754
16755         ret = check_cfg(env);
16756         if (ret < 0)
16757                 goto skip_full_check;
16758
16759         ret = do_check_subprogs(env);
16760         ret = ret ?: do_check_main(env);
16761
16762         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
16763                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
16764
16765 skip_full_check:
16766         kvfree(env->explored_states);
16767
16768         if (ret == 0)
16769                 ret = check_max_stack_depth(env);
16770
16771         /* instruction rewrites happen after this point */
16772         if (ret == 0)
16773                 ret = optimize_bpf_loop(env);
16774
16775         if (is_priv) {
16776                 if (ret == 0)
16777                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
16778                 if (ret == 0)
16779                         ret = opt_remove_dead_code(env);
16780                 if (ret == 0)
16781                         ret = opt_remove_nops(env);
16782         } else {
16783                 if (ret == 0)
16784                         sanitize_dead_code(env);
16785         }
16786
16787         if (ret == 0)
16788                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
16789                 ret = convert_ctx_accesses(env);
16790
16791         if (ret == 0)
16792                 ret = do_misc_fixups(env);
16793
16794         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
16795          * insns could be handled correctly.
16796          */
16797         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
16798                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
16799                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
16800                                                                      : false;
16801         }
16802
16803         if (ret == 0)
16804                 ret = fixup_call_args(env);
16805
16806         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
16807         print_verification_stats(env);
16808         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
16809
16810         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
16811                 ret = -ENOSPC;
16812         if (log->level && !log->ubuf) {
16813                 ret = -EFAULT;
16814                 goto err_release_maps;
16815         }
16816
16817         if (ret)
16818                 goto err_release_maps;
16819
16820         if (env->used_map_cnt) {
16821                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
16822                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
16823                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
16824                                                           GFP_KERNEL);
16825
16826                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
16827                         ret = -ENOMEM;
16828                         goto err_release_maps;
16829                 }
16830
16831                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
16832                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
16833                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
16834         }
16835         if (env->used_btf_cnt) {
16836                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
16837                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
16838                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
16839                                                           GFP_KERNEL);
16840                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
16841                         ret = -ENOMEM;
16842                         goto err_release_maps;
16843                 }
16844
16845                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
16846                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
16847                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
16848         }
16849         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
16850                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
16851                  * bpf_ld_imm64 instructions
16852                  */
16853                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
16854         }
16855
16856         adjust_btf_func(env);
16857
16858 err_release_maps:
16859         if (!env->prog->aux->used_maps)
16860                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
16861                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
16862                  */
16863                 release_maps(env);
16864         if (!env->prog->aux->used_btfs)
16865                 release_btfs(env);
16866
16867         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
16868            for verification purposes, so set it back to zero before returning
16869          */
16870         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
16871                 env->prog->expected_attach_type = 0;
16872
16873         *prog = env->prog;
16874 err_unlock:
16875         if (!is_priv)
16876                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
16877         vfree(env->insn_aux_data);
16878 err_free_env:
16879         kfree(env);
16880         return ret;
16881 }