Merge tag 'ieee802154-for-net-2022-10-24' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kerne...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / bpf / verifier.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright (c) 2011-2014 PLUMgrid, http://plumgrid.com
3  * Copyright (c) 2016 Facebook
4  * Copyright (c) 2018 Covalent IO, Inc. http://covalent.io
5  */
6 #include <uapi/linux/btf.h>
7 #include <linux/bpf-cgroup.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/types.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/bpf.h>
12 #include <linux/btf.h>
13 #include <linux/bpf_verifier.h>
14 #include <linux/filter.h>
15 #include <net/netlink.h>
16 #include <linux/file.h>
17 #include <linux/vmalloc.h>
18 #include <linux/stringify.h>
19 #include <linux/bsearch.h>
20 #include <linux/sort.h>
21 #include <linux/perf_event.h>
22 #include <linux/ctype.h>
23 #include <linux/error-injection.h>
24 #include <linux/bpf_lsm.h>
25 #include <linux/btf_ids.h>
26 #include <linux/poison.h>
27
28 #include "disasm.h"
29
30 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
31 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
32         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
33 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
34 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
35 #include <linux/bpf_types.h>
36 #undef BPF_PROG_TYPE
37 #undef BPF_MAP_TYPE
38 #undef BPF_LINK_TYPE
39 };
40
41 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
42  * instruction by instruction and updates register/stack state.
43  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
44  *
45  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
46  * It rejects the following programs:
47  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
48  * - if loop is present (detected via back-edge)
49  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
50  * - out of bounds or malformed jumps
51  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
52  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
53  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
54  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
55  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
56  *
57  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
58  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
59  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
60  * copied to R1.
61  *
62  * All registers are 64-bit.
63  * R0 - return register
64  * R1-R5 argument passing registers
65  * R6-R9 callee saved registers
66  * R10 - frame pointer read-only
67  *
68  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
69  * and has type PTR_TO_CTX.
70  *
71  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
72  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
73  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
74  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
75  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
76  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
77  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
78  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
79  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
80  *
81  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
82  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
83  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
84  *
85  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
86  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
87  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
88  *
89  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
90  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
91  *
92  * registers used to pass values to function calls are checked against
93  * function argument constraints.
94  *
95  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
96  * It means that the register type passed to this function must be
97  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
98  * 'pointer to map element key'
99  *
100  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
101  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
102  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
103  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
104  *
105  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
106  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
107  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
108  * the helper function as a pointer to map element key.
109  *
110  * On the kernel side the helper function looks like:
111  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
112  * {
113  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
114  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
115  *    void *value;
116  *
117  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
118  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
119  *    the stack of eBPF program.
120  * }
121  *
122  * Corresponding eBPF program may look like:
123  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
124  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
125  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
126  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
127  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
128  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
129  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
130  *
131  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
132  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
133  * and were initialized prior to this call.
134  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
135  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
136  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
137  * returns either pointer to map value or NULL.
138  *
139  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
140  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
141  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
142  * branch. See check_cond_jmp_op().
143  *
144  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
145  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
146  *
147  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
148  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
149  * the BPF program:
150  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
151  *
152  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
153  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
154  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
155  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
156  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
157  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
158  *
159  * For each helper function that allocates a reference, such as
160  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
161  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
162  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
163  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
164  */
165
166 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
167 struct bpf_verifier_stack_elem {
168         /* verifer state is 'st'
169          * before processing instruction 'insn_idx'
170          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
171          */
172         struct bpf_verifier_state st;
173         int insn_idx;
174         int prev_insn_idx;
175         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
176         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
177         u32 log_pos;
178 };
179
180 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
181 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
182
183 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
184 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
185
186 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
187 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
188                                           POISON_POINTER_DELTA))
189 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
190
191 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
192 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
193
194 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
195 {
196         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
197 }
198
199 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
200 {
201         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
202 }
203
204 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
205                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
206 {
207         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
208         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
209         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
210                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
211 }
212
213 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
214 {
215         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
216 }
217
218 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
219 {
220         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
221 }
222
223 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
226 }
227
228 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
229 {
230         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
231
232         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
233                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
234 }
235
236 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
237 {
238         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
239                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
240 }
241
242 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
243 {
244         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
245                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
246 }
247
248 struct bpf_call_arg_meta {
249         struct bpf_map *map_ptr;
250         bool raw_mode;
251         bool pkt_access;
252         u8 release_regno;
253         int regno;
254         int access_size;
255         int mem_size;
256         u64 msize_max_value;
257         int ref_obj_id;
258         int map_uid;
259         int func_id;
260         struct btf *btf;
261         u32 btf_id;
262         struct btf *ret_btf;
263         u32 ret_btf_id;
264         u32 subprogno;
265         struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc;
266         u8 uninit_dynptr_regno;
267 };
268
269 struct btf *btf_vmlinux;
270
271 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
272
273 static const struct bpf_line_info *
274 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
275 {
276         const struct bpf_line_info *linfo;
277         const struct bpf_prog *prog;
278         u32 i, nr_linfo;
279
280         prog = env->prog;
281         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
282
283         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
284                 return NULL;
285
286         linfo = prog->aux->linfo;
287         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
288                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
289                         break;
290
291         return &linfo[i - 1];
292 }
293
294 void bpf_verifier_vlog(struct bpf_verifier_log *log, const char *fmt,
295                        va_list args)
296 {
297         unsigned int n;
298
299         n = vscnprintf(log->kbuf, BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE, fmt, args);
300
301         WARN_ONCE(n >= BPF_VERIFIER_TMP_LOG_SIZE - 1,
302                   "verifier log line truncated - local buffer too short\n");
303
304         if (log->level == BPF_LOG_KERNEL) {
305                 bool newline = n > 0 && log->kbuf[n - 1] == '\n';
306
307                 pr_err("BPF: %s%s", log->kbuf, newline ? "" : "\n");
308                 return;
309         }
310
311         n = min(log->len_total - log->len_used - 1, n);
312         log->kbuf[n] = '\0';
313         if (!copy_to_user(log->ubuf + log->len_used, log->kbuf, n + 1))
314                 log->len_used += n;
315         else
316                 log->ubuf = NULL;
317 }
318
319 static void bpf_vlog_reset(struct bpf_verifier_log *log, u32 new_pos)
320 {
321         char zero = 0;
322
323         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
324                 return;
325
326         log->len_used = new_pos;
327         if (put_user(zero, log->ubuf + new_pos))
328                 log->ubuf = NULL;
329 }
330
331 /* log_level controls verbosity level of eBPF verifier.
332  * bpf_verifier_log_write() is used to dump the verification trace to the log,
333  * so the user can figure out what's wrong with the program
334  */
335 __printf(2, 3) void bpf_verifier_log_write(struct bpf_verifier_env *env,
336                                            const char *fmt, ...)
337 {
338         va_list args;
339
340         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
341                 return;
342
343         va_start(args, fmt);
344         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
345         va_end(args);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_verifier_log_write);
348
349 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
350 {
351         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
352         va_list args;
353
354         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
355                 return;
356
357         va_start(args, fmt);
358         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
359         va_end(args);
360 }
361
362 __printf(2, 3) void bpf_log(struct bpf_verifier_log *log,
363                             const char *fmt, ...)
364 {
365         va_list args;
366
367         if (!bpf_verifier_log_needed(log))
368                 return;
369
370         va_start(args, fmt);
371         bpf_verifier_vlog(log, fmt, args);
372         va_end(args);
373 }
374 EXPORT_SYMBOL_GPL(bpf_log);
375
376 static const char *ltrim(const char *s)
377 {
378         while (isspace(*s))
379                 s++;
380
381         return s;
382 }
383
384 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
385                                          u32 insn_off,
386                                          const char *prefix_fmt, ...)
387 {
388         const struct bpf_line_info *linfo;
389
390         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
391                 return;
392
393         linfo = find_linfo(env, insn_off);
394         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
395                 return;
396
397         if (prefix_fmt) {
398                 va_list args;
399
400                 va_start(args, prefix_fmt);
401                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
402                 va_end(args);
403         }
404
405         verbose(env, "%s\n",
406                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
407                                          linfo->line_off)));
408
409         env->prev_linfo = linfo;
410 }
411
412 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
413                                    struct bpf_reg_state *reg,
414                                    struct tnum *range, const char *ctx,
415                                    const char *reg_name)
416 {
417         char tn_buf[48];
418
419         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
420         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
421                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
422                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
423         } else {
424                 verbose(env, "has unknown scalar value");
425         }
426         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
427         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
428 }
429
430 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
431 {
432         type = base_type(type);
433         return type == PTR_TO_PACKET ||
434                type == PTR_TO_PACKET_META;
435 }
436
437 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
438 {
439         return type == PTR_TO_SOCKET ||
440                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
441                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
442                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
443 }
444
445 static bool reg_type_not_null(enum bpf_reg_type type)
446 {
447         return type == PTR_TO_SOCKET ||
448                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
449                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
450                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
451                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON;
452 }
453
454 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
455 {
456         return reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE &&
457                 map_value_has_spin_lock(reg->map_ptr);
458 }
459
460 static bool reg_type_may_be_refcounted_or_null(enum bpf_reg_type type)
461 {
462         type = base_type(type);
463         return type == PTR_TO_SOCKET || type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
464                 type == PTR_TO_MEM || type == PTR_TO_BTF_ID;
465 }
466
467 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
468 {
469         return type & MEM_RDONLY;
470 }
471
472 static bool type_may_be_null(u32 type)
473 {
474         return type & PTR_MAYBE_NULL;
475 }
476
477 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
478                                 const struct bpf_map *map)
479 {
480         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
481
482         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
483             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
484             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
485             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
486             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
487                 return true;
488
489         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
490             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
491              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
492                 return true;
493
494         return false;
495 }
496
497 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
498 {
499         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
500                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
501                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
502                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
503                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
504                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
505                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
506                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
507 }
508
509 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
510 {
511         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
512 }
513
514 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
515                                         const struct bpf_map *map)
516 {
517         int ref_obj_uses = 0;
518
519         if (is_ptr_cast_function(func_id))
520                 ref_obj_uses++;
521         if (is_acquire_function(func_id, map))
522                 ref_obj_uses++;
523         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
524                 ref_obj_uses++;
525
526         return ref_obj_uses > 1;
527 }
528
529 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
530 {
531         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
532                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
533                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
534 }
535
536 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
537  *
538  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
539  * statement.
540  */
541 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
542                                 enum bpf_reg_type type)
543 {
544         char postfix[16] = {0}, prefix[32] = {0};
545         static const char * const str[] = {
546                 [NOT_INIT]              = "?",
547                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
548                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
549                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
550                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
551                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
552                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
553                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
554                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
555                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
556                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
557                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
558                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
559                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
560                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
561                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
562                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
563                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
564                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
565                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
566                 [PTR_TO_DYNPTR]         = "dynptr_ptr",
567         };
568
569         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
570                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
571                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
572                 else
573                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
574         }
575
576         if (type & MEM_RDONLY)
577                 strncpy(prefix, "rdonly_", 32);
578         if (type & MEM_ALLOC)
579                 strncpy(prefix, "alloc_", 32);
580         if (type & MEM_USER)
581                 strncpy(prefix, "user_", 32);
582         if (type & MEM_PERCPU)
583                 strncpy(prefix, "percpu_", 32);
584         if (type & PTR_UNTRUSTED)
585                 strncpy(prefix, "untrusted_", 32);
586
587         snprintf(env->type_str_buf, TYPE_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
588                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
589         return env->type_str_buf;
590 }
591
592 static char slot_type_char[] = {
593         [STACK_INVALID] = '?',
594         [STACK_SPILL]   = 'r',
595         [STACK_MISC]    = 'm',
596         [STACK_ZERO]    = '0',
597         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
598 };
599
600 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
601                            enum bpf_reg_liveness live)
602 {
603         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
604             verbose(env, "_");
605         if (live & REG_LIVE_READ)
606                 verbose(env, "r");
607         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
608                 verbose(env, "w");
609         if (live & REG_LIVE_DONE)
610                 verbose(env, "D");
611 }
612
613 static int get_spi(s32 off)
614 {
615         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
616 }
617
618 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
619 {
620         int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
621
622         /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
623          * within [0, allocated_stack).
624          *
625          * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
626          * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
627          * spi and the second slot will be at spi - 1.
628          */
629         return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
630 }
631
632 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
633                                    const struct bpf_reg_state *reg)
634 {
635         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
636
637         return cur->frame[reg->frameno];
638 }
639
640 static const char *kernel_type_name(const struct btf* btf, u32 id)
641 {
642         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
643 }
644
645 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
646 {
647         env->scratched_regs |= 1U << regno;
648 }
649
650 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
651 {
652         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
653 }
654
655 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
656 {
657         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
658 }
659
660 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
661 {
662         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
663 }
664
665 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
666 {
667         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
668 }
669
670 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
671 {
672         env->scratched_regs = 0U;
673         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
674 }
675
676 /* Used for printing the entire verifier state. */
677 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
678 {
679         env->scratched_regs = ~0U;
680         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
681 }
682
683 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
684 {
685         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
686         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
687                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
688         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
689                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
690         default:
691                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
692         }
693 }
694
695 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
696 {
697         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
698 }
699
700 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
701                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx)
702 {
703         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
704         enum bpf_dynptr_type type;
705         int spi, i, id;
706
707         spi = get_spi(reg->off);
708
709         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
710                 return -EINVAL;
711
712         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
713                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
714                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
715         }
716
717         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
718         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
719                 return -EINVAL;
720
721         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = true;
722         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = type;
723         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = type;
724
725         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
726                 /* The id is used to track proper releasing */
727                 id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
728                 if (id < 0)
729                         return id;
730
731                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = id;
732                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = id;
733         }
734
735         return 0;
736 }
737
738 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
739 {
740         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
741         int spi, i;
742
743         spi = get_spi(reg->off);
744
745         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
746                 return -EINVAL;
747
748         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
749                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
750                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
751         }
752
753         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
754         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
755                 release_reference(env, state->stack[spi].spilled_ptr.id);
756                 state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
757                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.id = 0;
758         }
759
760         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot = false;
761         state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
762         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.dynptr.type = 0;
763
764         return 0;
765 }
766
767 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
768 {
769         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
770         int spi = get_spi(reg->off);
771         int i;
772
773         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS))
774                 return true;
775
776         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
777                 if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_DYNPTR ||
778                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] == STACK_DYNPTR)
779                         return false;
780         }
781
782         return true;
783 }
784
785 bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env,
786                               struct bpf_reg_state *reg)
787 {
788         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
789         int spi = get_spi(reg->off);
790         int i;
791
792         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
793             !state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
794                 return false;
795
796         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
797                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
798                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
799                         return false;
800         }
801
802         return true;
803 }
804
805 bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env,
806                              struct bpf_reg_state *reg,
807                              enum bpf_arg_type arg_type)
808 {
809         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
810         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
811         int spi = get_spi(reg->off);
812
813         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
814         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
815                 return true;
816
817         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
818
819         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
820 }
821
822 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
823  * it was spilled to the stack.
824  */
825 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
826 {
827         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
828 }
829
830 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
831 {
832         if (*stype != STACK_INVALID)
833                 *stype = STACK_MISC;
834 }
835
836 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
837                                  const struct bpf_func_state *state,
838                                  bool print_all)
839 {
840         const struct bpf_reg_state *reg;
841         enum bpf_reg_type t;
842         int i;
843
844         if (state->frameno)
845                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
846         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
847                 reg = &state->regs[i];
848                 t = reg->type;
849                 if (t == NOT_INIT)
850                         continue;
851                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
852                         continue;
853                 verbose(env, " R%d", i);
854                 print_liveness(env, reg->live);
855                 verbose(env, "=");
856                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
857                         verbose(env, "P");
858                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
859                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
860                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
861                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
862                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
863                 } else {
864                         const char *sep = "";
865
866                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
867                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
868                                 verbose(env, "%s", kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
869                         verbose(env, "(");
870 /*
871  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
872  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
873  */
874 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
875
876                         if (reg->id)
877                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
878                         if (reg_type_may_be_refcounted_or_null(t) && reg->ref_obj_id)
879                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
880                         if (t != SCALAR_VALUE)
881                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
882                         if (type_is_pkt_pointer(t))
883                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
884                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
885                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
886                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
887                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
888                                           reg->map_ptr->key_size,
889                                           reg->map_ptr->value_size);
890                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
891                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
892                                  * could be a pointer whose offset is too big
893                                  * for reg->off
894                                  */
895                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
896                         } else {
897                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
898                                     reg->smin_value != S64_MIN)
899                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
900                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
901                                     reg->smax_value != S64_MAX)
902                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
903                                 if (reg->umin_value != 0)
904                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
905                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
906                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
907                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
908                                         char tn_buf[48];
909
910                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
911                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
912                                 }
913                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
914                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
915                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
916                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
917                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
918                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
919                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
920                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
921                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
922                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
923                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
924                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
925                         }
926 #undef verbose_a
927
928                         verbose(env, ")");
929                 }
930         }
931         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
932                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
933                 bool valid = false;
934                 int j;
935
936                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
937                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
938                                 valid = true;
939                         types_buf[j] = slot_type_char[
940                                         state->stack[i].slot_type[j]];
941                 }
942                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
943                 if (!valid)
944                         continue;
945                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
946                         continue;
947                 verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
948                 print_liveness(env, state->stack[i].spilled_ptr.live);
949                 if (is_spilled_reg(&state->stack[i])) {
950                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
951                         t = reg->type;
952                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
953                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
954                                 verbose(env, "P");
955                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
956                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
957                 } else {
958                         verbose(env, "=%s", types_buf);
959                 }
960         }
961         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
962                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
963                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
964                         if (state->refs[i].id)
965                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
966         }
967         if (state->in_callback_fn)
968                 verbose(env, " cb");
969         if (state->in_async_callback_fn)
970                 verbose(env, " async_cb");
971         verbose(env, "\n");
972         mark_verifier_state_clean(env);
973 }
974
975 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
976 {
977         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
978                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
979 }
980
981 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
982                              const struct bpf_func_state *state)
983 {
984         if (env->prev_log_len && env->prev_log_len == env->log.len_used) {
985                 /* remove new line character */
986                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_len - 1);
987                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_len), ' ');
988         } else {
989                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
990         }
991         print_verifier_state(env, state, false);
992 }
993
994 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
995  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
996  * the contents of dst.
997  *
998  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
999  * not be allocated.
1000  */
1001 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1002 {
1003         size_t bytes;
1004
1005         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1006                 goto out;
1007
1008         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1009                 return NULL;
1010
1011         if (ksize(dst) < bytes) {
1012                 kfree(dst);
1013                 dst = kmalloc_track_caller(bytes, flags);
1014                 if (!dst)
1015                         return NULL;
1016         }
1017
1018         memcpy(dst, src, bytes);
1019 out:
1020         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1021 }
1022
1023 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1024  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1025  *
1026  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1027  */
1028 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1029 {
1030         if (!new_n || old_n == new_n)
1031                 goto out;
1032
1033         arr = krealloc_array(arr, new_n, size, GFP_KERNEL);
1034         if (!arr)
1035                 return NULL;
1036
1037         if (new_n > old_n)
1038                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1039
1040 out:
1041         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1042 }
1043
1044 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1045 {
1046         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1047                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1048         if (!dst->refs)
1049                 return -ENOMEM;
1050
1051         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1052         return 0;
1053 }
1054
1055 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1056 {
1057         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1058
1059         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1060                                 GFP_KERNEL);
1061         if (!dst->stack)
1062                 return -ENOMEM;
1063
1064         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1069 {
1070         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1071                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1072         if (!state->refs)
1073                 return -ENOMEM;
1074
1075         state->acquired_refs = n;
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1080 {
1081         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1082
1083         if (old_n >= n)
1084                 return 0;
1085
1086         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1087         if (!state->stack)
1088                 return -ENOMEM;
1089
1090         state->allocated_stack = size;
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1095  * this new pointer reference.
1096  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1097  * On failure, returns a negative errno.
1098  */
1099 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1100 {
1101         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1102         int new_ofs = state->acquired_refs;
1103         int id, err;
1104
1105         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1106         if (err)
1107                 return err;
1108         id = ++env->id_gen;
1109         state->refs[new_ofs].id = id;
1110         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1111         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1112
1113         return id;
1114 }
1115
1116 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1117 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1118 {
1119         int i, last_idx;
1120
1121         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1122         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1123                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1124                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1125                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1126                                 return -EINVAL;
1127                         if (last_idx && i != last_idx)
1128                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1129                                        sizeof(*state->refs));
1130                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1131                         state->acquired_refs--;
1132                         return 0;
1133                 }
1134         }
1135         return -EINVAL;
1136 }
1137
1138 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1139 {
1140         if (!state)
1141                 return;
1142         kfree(state->refs);
1143         kfree(state->stack);
1144         kfree(state);
1145 }
1146
1147 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1148 {
1149         kfree(state->jmp_history);
1150         state->jmp_history = NULL;
1151         state->jmp_history_cnt = 0;
1152 }
1153
1154 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1155                                 bool free_self)
1156 {
1157         int i;
1158
1159         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1160                 free_func_state(state->frame[i]);
1161                 state->frame[i] = NULL;
1162         }
1163         clear_jmp_history(state);
1164         if (free_self)
1165                 kfree(state);
1166 }
1167
1168 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1169  * when necessary to accommodate larger src stack
1170  */
1171 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1172                            const struct bpf_func_state *src)
1173 {
1174         int err;
1175
1176         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1177         err = copy_reference_state(dst, src);
1178         if (err)
1179                 return err;
1180         return copy_stack_state(dst, src);
1181 }
1182
1183 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1184                                const struct bpf_verifier_state *src)
1185 {
1186         struct bpf_func_state *dst;
1187         int i, err;
1188
1189         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1190                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1191                                             GFP_USER);
1192         if (!dst_state->jmp_history)
1193                 return -ENOMEM;
1194         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1195
1196         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1197         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1198                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1199                 dst_state->frame[i] = NULL;
1200         }
1201         dst_state->speculative = src->speculative;
1202         dst_state->curframe = src->curframe;
1203         dst_state->active_spin_lock = src->active_spin_lock;
1204         dst_state->branches = src->branches;
1205         dst_state->parent = src->parent;
1206         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1207         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1208         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1209                 dst = dst_state->frame[i];
1210                 if (!dst) {
1211                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1212                         if (!dst)
1213                                 return -ENOMEM;
1214                         dst_state->frame[i] = dst;
1215                 }
1216                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1217                 if (err)
1218                         return err;
1219         }
1220         return 0;
1221 }
1222
1223 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1224 {
1225         while (st) {
1226                 u32 br = --st->branches;
1227
1228                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1229                  * but see comment in push_stack(), hence:
1230                  */
1231                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1232                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1233                           br);
1234                 if (br)
1235                         break;
1236                 st = st->parent;
1237         }
1238 }
1239
1240 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1241                      int *insn_idx, bool pop_log)
1242 {
1243         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1244         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1245         int err;
1246
1247         if (env->head == NULL)
1248                 return -ENOENT;
1249
1250         if (cur) {
1251                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1252                 if (err)
1253                         return err;
1254         }
1255         if (pop_log)
1256                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1257         if (insn_idx)
1258                 *insn_idx = head->insn_idx;
1259         if (prev_insn_idx)
1260                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1261         elem = head->next;
1262         free_verifier_state(&head->st, false);
1263         kfree(head);
1264         env->head = elem;
1265         env->stack_size--;
1266         return 0;
1267 }
1268
1269 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1270                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1271                                              bool speculative)
1272 {
1273         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1274         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1275         int err;
1276
1277         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1278         if (!elem)
1279                 goto err;
1280
1281         elem->insn_idx = insn_idx;
1282         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1283         elem->next = env->head;
1284         elem->log_pos = env->log.len_used;
1285         env->head = elem;
1286         env->stack_size++;
1287         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1288         if (err)
1289                 goto err;
1290         elem->st.speculative |= speculative;
1291         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1292                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1293                         env->stack_size);
1294                 goto err;
1295         }
1296         if (elem->st.parent) {
1297                 ++elem->st.parent->branches;
1298                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1299                  * but
1300                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1301                  * instructions
1302                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1303                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1304                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1305                  * which might have large 'branches' count.
1306                  */
1307         }
1308         return &elem->st;
1309 err:
1310         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1311         env->cur_state = NULL;
1312         /* pop all elements and return */
1313         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1314         return NULL;
1315 }
1316
1317 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1318 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1319         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1320 };
1321
1322 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1323                                 struct bpf_reg_state *reg);
1324
1325 /* This helper doesn't clear reg->id */
1326 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1327 {
1328         reg->var_off = tnum_const(imm);
1329         reg->smin_value = (s64)imm;
1330         reg->smax_value = (s64)imm;
1331         reg->umin_value = imm;
1332         reg->umax_value = imm;
1333
1334         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1335         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1336         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1337         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1338 }
1339
1340 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1341  * known to have the value @imm.
1342  */
1343 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1344 {
1345         /* Clear id, off, and union(map_ptr, range) */
1346         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1347                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1348         ___mark_reg_known(reg, imm);
1349 }
1350
1351 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1352 {
1353         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1354         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1355         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1356         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1357         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1358 }
1359
1360 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1361  * used only on registers holding a pointer type.
1362  */
1363 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1364 {
1365         __mark_reg_known(reg, 0);
1366 }
1367
1368 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1369 {
1370         __mark_reg_known(reg, 0);
1371         reg->type = SCALAR_VALUE;
1372 }
1373
1374 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1375                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1376 {
1377         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1378                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1379                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1380                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1381                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1382                 return;
1383         }
1384         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1385 }
1386
1387 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1388 {
1389         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1390                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1391
1392                 if (map->inner_map_meta) {
1393                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1394                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1395                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1396                          * as UID of the inner map.
1397                          */
1398                         if (map_value_has_timer(map->inner_map_meta))
1399                                 reg->map_uid = reg->id;
1400                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1401                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1402                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1403                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1404                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1405                 } else {
1406                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1407                 }
1408                 return;
1409         }
1410
1411         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1412 }
1413
1414 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1415 {
1416         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1417 }
1418
1419 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
1420 {
1421         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
1422                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
1423 }
1424
1425 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
1426 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
1427                                     enum bpf_reg_type which)
1428 {
1429         /* The register can already have a range from prior markings.
1430          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
1431          * origin.
1432          */
1433         return reg->type == which &&
1434                reg->id == 0 &&
1435                reg->off == 0 &&
1436                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
1437 }
1438
1439 /* Reset the min/max bounds of a register */
1440 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1441 {
1442         reg->smin_value = S64_MIN;
1443         reg->smax_value = S64_MAX;
1444         reg->umin_value = 0;
1445         reg->umax_value = U64_MAX;
1446
1447         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1448         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1449         reg->u32_min_value = 0;
1450         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1451 }
1452
1453 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1454 {
1455         reg->smin_value = S64_MIN;
1456         reg->smax_value = S64_MAX;
1457         reg->umin_value = 0;
1458         reg->umax_value = U64_MAX;
1459 }
1460
1461 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
1462 {
1463         reg->s32_min_value = S32_MIN;
1464         reg->s32_max_value = S32_MAX;
1465         reg->u32_min_value = 0;
1466         reg->u32_max_value = U32_MAX;
1467 }
1468
1469 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1470 {
1471         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
1472
1473         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1474         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
1475                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
1476         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1477         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
1478                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
1479         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
1480         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
1481                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
1482 }
1483
1484 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1485 {
1486         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
1487         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
1488                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
1489         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
1490         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
1491                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
1492         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
1493         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
1494                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
1495 }
1496
1497 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1498 {
1499         __update_reg32_bounds(reg);
1500         __update_reg64_bounds(reg);
1501 }
1502
1503 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
1504 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1505 {
1506         /* Learn sign from signed bounds.
1507          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1508          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1509          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1510          */
1511         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
1512                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1513                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1514                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1515                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1516                 return;
1517         }
1518         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1519          * boundary, so we must be careful.
1520          */
1521         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
1522                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1523                  * is positive, hence safe.
1524                  */
1525                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
1526                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
1527                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
1528         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
1529                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1530                  * is negative, hence safe.
1531                  */
1532                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
1533                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
1534                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
1535         }
1536 }
1537
1538 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1539 {
1540         /* Learn sign from signed bounds.
1541          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
1542          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
1543          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
1544          */
1545         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
1546                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1547                                                           reg->umin_value);
1548                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1549                                                           reg->umax_value);
1550                 return;
1551         }
1552         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
1553          * boundary, so we must be careful.
1554          */
1555         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
1556                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
1557                  * is positive, hence safe.
1558                  */
1559                 reg->smin_value = reg->umin_value;
1560                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
1561                                                           reg->umax_value);
1562         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
1563                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
1564                  * is negative, hence safe.
1565                  */
1566                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
1567                                                           reg->umin_value);
1568                 reg->smax_value = reg->umax_value;
1569         }
1570 }
1571
1572 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
1573 {
1574         __reg32_deduce_bounds(reg);
1575         __reg64_deduce_bounds(reg);
1576 }
1577
1578 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
1579 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
1580 {
1581         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
1582                                                tnum_range(reg->umin_value,
1583                                                           reg->umax_value));
1584         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(reg->var_off),
1585                                                 tnum_range(reg->u32_min_value,
1586                                                            reg->u32_max_value));
1587
1588         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
1589 }
1590
1591 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
1592 {
1593         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
1594         __update_reg_bounds(reg);
1595         /* We might have learned something about the sign bit. */
1596         __reg_deduce_bounds(reg);
1597         /* We might have learned some bits from the bounds. */
1598         __reg_bound_offset(reg);
1599         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
1600          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
1601          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
1602          */
1603         __update_reg_bounds(reg);
1604 }
1605
1606 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
1607 {
1608         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
1609 }
1610
1611 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1612 {
1613         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
1614         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
1615
1616         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
1617          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
1618          * from tnum.
1619          */
1620         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
1621             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
1622                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
1623                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
1624         } else {
1625                 reg->smin_value = 0;
1626                 reg->smax_value = U32_MAX;
1627         }
1628 }
1629
1630 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
1631 {
1632         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
1633          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
1634          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
1635          */
1636         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
1637                 __reg_assign_32_into_64(reg);
1638         } else {
1639                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
1640                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
1641                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
1642                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
1643                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
1644                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
1645                  */
1646                 __mark_reg64_unbounded(reg);
1647         }
1648         reg_bounds_sync(reg);
1649 }
1650
1651 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
1652 {
1653         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
1654 }
1655
1656 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
1657 {
1658         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
1659 }
1660
1661 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
1662 {
1663         __mark_reg32_unbounded(reg);
1664         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
1665                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
1666                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
1667         }
1668         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
1669                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
1670                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
1671         }
1672         reg_bounds_sync(reg);
1673 }
1674
1675 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
1676 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1677                                struct bpf_reg_state *reg)
1678 {
1679         /*
1680          * Clear type, id, off, and union(map_ptr, range) and
1681          * padding between 'type' and union
1682          */
1683         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
1684         reg->type = SCALAR_VALUE;
1685         reg->var_off = tnum_unknown;
1686         reg->frameno = 0;
1687         reg->precise = env->subprog_cnt > 1 || !env->bpf_capable;
1688         __mark_reg_unbounded(reg);
1689 }
1690
1691 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
1692                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1693 {
1694         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1695                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
1696                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1697                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1698                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1699                 return;
1700         }
1701         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
1702 }
1703
1704 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
1705                                 struct bpf_reg_state *reg)
1706 {
1707         __mark_reg_unknown(env, reg);
1708         reg->type = NOT_INIT;
1709 }
1710
1711 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
1712                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1713 {
1714         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1715                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
1716                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
1717                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
1718                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1719                 return;
1720         }
1721         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1722 }
1723
1724 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
1725                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1726                             enum bpf_reg_type reg_type,
1727                             struct btf *btf, u32 btf_id,
1728                             enum bpf_type_flag flag)
1729 {
1730         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
1731                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
1732                 return;
1733         }
1734         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
1735         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
1736         regs[regno].btf = btf;
1737         regs[regno].btf_id = btf_id;
1738 }
1739
1740 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
1741 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
1742                            struct bpf_func_state *state)
1743 {
1744         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
1745         int i;
1746
1747         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1748                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
1749                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
1750                 regs[i].parent = NULL;
1751                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
1752         }
1753
1754         /* frame pointer */
1755         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
1756         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
1757         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
1758 }
1759
1760 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
1761 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
1762                             struct bpf_func_state *state,
1763                             int callsite, int frameno, int subprogno)
1764 {
1765         state->callsite = callsite;
1766         state->frameno = frameno;
1767         state->subprogno = subprogno;
1768         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
1769         init_reg_state(env, state);
1770         mark_verifier_state_scratched(env);
1771 }
1772
1773 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
1774 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
1775                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
1776                                                 int subprog)
1777 {
1778         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1779         struct bpf_func_state *frame;
1780
1781         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1782         if (!elem)
1783                 goto err;
1784
1785         elem->insn_idx = insn_idx;
1786         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1787         elem->next = env->head;
1788         elem->log_pos = env->log.len_used;
1789         env->head = elem;
1790         env->stack_size++;
1791         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1792                 verbose(env,
1793                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
1794                         env->stack_size);
1795                 goto err;
1796         }
1797         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
1798          * The caller state doesn't matter.
1799          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
1800          * Initialize it similar to do_check_common().
1801          */
1802         elem->st.branches = 1;
1803         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
1804         if (!frame)
1805                 goto err;
1806         init_func_state(env, frame,
1807                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
1808                         0 /* frameno within this callchain */,
1809                         subprog /* subprog number within this prog */);
1810         elem->st.frame[0] = frame;
1811         return &elem->st;
1812 err:
1813         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1814         env->cur_state = NULL;
1815         /* pop all elements and return */
1816         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1817         return NULL;
1818 }
1819
1820
1821 enum reg_arg_type {
1822         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
1823         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
1824         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
1825 };
1826
1827 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
1828 {
1829         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
1830                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
1831 }
1832
1833 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1834 {
1835         struct bpf_subprog_info *p;
1836
1837         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1838                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
1839         if (!p)
1840                 return -ENOENT;
1841         return p - env->subprog_info;
1842
1843 }
1844
1845 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
1846 {
1847         int insn_cnt = env->prog->len;
1848         int ret;
1849
1850         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
1851                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
1852                 return -EINVAL;
1853         }
1854         ret = find_subprog(env, off);
1855         if (ret >= 0)
1856                 return ret;
1857         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
1858                 verbose(env, "too many subprograms\n");
1859                 return -E2BIG;
1860         }
1861         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
1862         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
1863         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
1864              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
1865         return env->subprog_cnt - 1;
1866 }
1867
1868 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
1869 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
1870
1871 struct bpf_kfunc_desc {
1872         struct btf_func_model func_model;
1873         u32 func_id;
1874         s32 imm;
1875         u16 offset;
1876 };
1877
1878 struct bpf_kfunc_btf {
1879         struct btf *btf;
1880         struct module *module;
1881         u16 offset;
1882 };
1883
1884 struct bpf_kfunc_desc_tab {
1885         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
1886         u32 nr_descs;
1887 };
1888
1889 struct bpf_kfunc_btf_tab {
1890         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
1891         u32 nr_descs;
1892 };
1893
1894 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
1895 {
1896         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
1897         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
1898
1899         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
1900         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
1901 }
1902
1903 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
1904 {
1905         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
1906         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
1907
1908         return d0->offset - d1->offset;
1909 }
1910
1911 static const struct bpf_kfunc_desc *
1912 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
1913 {
1914         struct bpf_kfunc_desc desc = {
1915                 .func_id = func_id,
1916                 .offset = offset,
1917         };
1918         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
1919
1920         tab = prog->aux->kfunc_tab;
1921         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
1922                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
1923 }
1924
1925 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
1926                                          s16 offset)
1927 {
1928         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
1929         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
1930         struct bpf_kfunc_btf *b;
1931         struct module *mod;
1932         struct btf *btf;
1933         int btf_fd;
1934
1935         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
1936         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
1937                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
1938         if (!b) {
1939                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
1940                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
1941                         return ERR_PTR(-E2BIG);
1942                 }
1943
1944                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
1945                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
1946                         return ERR_PTR(-EPROTO);
1947                 }
1948
1949                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
1950                                             offset * sizeof(btf_fd),
1951                                             sizeof(btf_fd)))
1952                         return ERR_PTR(-EFAULT);
1953
1954                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
1955                 if (IS_ERR(btf)) {
1956                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
1957                         return btf;
1958                 }
1959
1960                 if (!btf_is_module(btf)) {
1961                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
1962                         btf_put(btf);
1963                         return ERR_PTR(-EINVAL);
1964                 }
1965
1966                 mod = btf_try_get_module(btf);
1967                 if (!mod) {
1968                         btf_put(btf);
1969                         return ERR_PTR(-ENXIO);
1970                 }
1971
1972                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
1973                 b->btf = btf;
1974                 b->module = mod;
1975                 b->offset = offset;
1976
1977                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
1978                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
1979         }
1980         return b->btf;
1981 }
1982
1983 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
1984 {
1985         if (!tab)
1986                 return;
1987
1988         while (tab->nr_descs--) {
1989                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
1990                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
1991         }
1992         kfree(tab);
1993 }
1994
1995 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
1996 {
1997         if (offset) {
1998                 if (offset < 0) {
1999                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2000                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2001                          */
2002                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2003                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2004                 }
2005
2006                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2007         }
2008         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2009 }
2010
2011 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2012 {
2013         const struct btf_type *func, *func_proto;
2014         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2015         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2016         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2017         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2018         const char *func_name;
2019         struct btf *desc_btf;
2020         unsigned long call_imm;
2021         unsigned long addr;
2022         int err;
2023
2024         prog_aux = env->prog->aux;
2025         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2026         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2027         if (!tab) {
2028                 if (!btf_vmlinux) {
2029                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2030                         return -ENOTSUPP;
2031                 }
2032
2033                 if (!env->prog->jit_requested) {
2034                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2035                         return -ENOTSUPP;
2036                 }
2037
2038                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2039                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2040                         return -ENOTSUPP;
2041                 }
2042
2043                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2044                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2045                         return -EINVAL;
2046                 }
2047
2048                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2049                 if (!tab)
2050                         return -ENOMEM;
2051                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2052         }
2053
2054         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2055          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2056          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2057          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2058          * for such calls.
2059          */
2060         if (!func_id && !offset)
2061                 return 0;
2062
2063         if (!btf_tab && offset) {
2064                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2065                 if (!btf_tab)
2066                         return -ENOMEM;
2067                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2068         }
2069
2070         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2071         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2072                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2073                 return PTR_ERR(desc_btf);
2074         }
2075
2076         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2077                 return 0;
2078
2079         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2080                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2081                 return -E2BIG;
2082         }
2083
2084         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2085         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2086                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2087                         func_id);
2088                 return -EINVAL;
2089         }
2090         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2091         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2092                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2093                         func_id);
2094                 return -EINVAL;
2095         }
2096
2097         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2098         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2099         if (!addr) {
2100                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2101                         func_name);
2102                 return -EINVAL;
2103         }
2104
2105         call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2106         /* Check whether or not the relative offset overflows desc->imm */
2107         if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2108                 verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2109                         func_name);
2110                 return -EINVAL;
2111         }
2112
2113         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2114         desc->func_id = func_id;
2115         desc->imm = call_imm;
2116         desc->offset = offset;
2117         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2118                                      func_proto, func_name,
2119                                      &desc->func_model);
2120         if (!err)
2121                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2122                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2123         return err;
2124 }
2125
2126 static int kfunc_desc_cmp_by_imm(const void *a, const void *b)
2127 {
2128         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2129         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2130
2131         if (d0->imm > d1->imm)
2132                 return 1;
2133         else if (d0->imm < d1->imm)
2134                 return -1;
2135         return 0;
2136 }
2137
2138 static void sort_kfunc_descs_by_imm(struct bpf_prog *prog)
2139 {
2140         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2141
2142         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2143         if (!tab)
2144                 return;
2145
2146         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2147              kfunc_desc_cmp_by_imm, NULL);
2148 }
2149
2150 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2151 {
2152         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2153 }
2154
2155 const struct btf_func_model *
2156 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2157                          const struct bpf_insn *insn)
2158 {
2159         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2160                 .imm = insn->imm,
2161         };
2162         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2163         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2164
2165         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2166         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2167                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm);
2168
2169         return res ? &res->func_model : NULL;
2170 }
2171
2172 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2173 {
2174         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2175         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2176         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2177
2178         /* Add entry function. */
2179         ret = add_subprog(env, 0);
2180         if (ret)
2181                 return ret;
2182
2183         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2184                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2185                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2186                         continue;
2187
2188                 if (!env->bpf_capable) {
2189                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2190                         return -EPERM;
2191                 }
2192
2193                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2194                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2195                 else
2196                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2197
2198                 if (ret < 0)
2199                         return ret;
2200         }
2201
2202         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2203          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2204          */
2205         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2206
2207         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2208                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2209                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2210
2211         return 0;
2212 }
2213
2214 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2215 {
2216         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2217         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2218         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2219         int insn_cnt = env->prog->len;
2220
2221         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2222         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2223         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2224         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2225                 u8 code = insn[i].code;
2226
2227                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2228                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call &&
2229                     insn[i].src_reg != BPF_PSEUDO_CALL)
2230                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2231                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2232                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2233                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2234                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2235                         goto next;
2236                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2237                         goto next;
2238                 off = i + insn[i].off + 1;
2239                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2240                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2241                         return -EINVAL;
2242                 }
2243 next:
2244                 if (i == subprog_end - 1) {
2245                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2246                          * the last insn of the subprog should be either exit
2247                          * or unconditional jump back
2248                          */
2249                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2250                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2251                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2252                                 return -EINVAL;
2253                         }
2254                         subprog_start = subprog_end;
2255                         cur_subprog++;
2256                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2257                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2258                 }
2259         }
2260         return 0;
2261 }
2262
2263 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2264  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2265  */
2266 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2267                          const struct bpf_reg_state *state,
2268                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2269 {
2270         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2271         int cnt = 0;
2272
2273         while (parent) {
2274                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2275                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2276                         break;
2277                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2278                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2279                                 reg_type_str(env, parent->type),
2280                                 parent->var_off.value, parent->off);
2281                         return -EFAULT;
2282                 }
2283                 /* The first condition is more likely to be true than the
2284                  * second, checked it first.
2285                  */
2286                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2287                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2288                         /* The parentage chain never changes and
2289                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2290                          * There is no need to keep walking the chain again and
2291                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2292                          * This case happens when the same register is read
2293                          * multiple times without writes into it in-between.
2294                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2295                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2296                          */
2297                         break;
2298                 /* ... then we depend on parent's value */
2299                 parent->live |= flag;
2300                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2301                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2302                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2303                 state = parent;
2304                 parent = state->parent;
2305                 writes = true;
2306                 cnt++;
2307         }
2308
2309         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2310                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2315  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2316  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2317  */
2318 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2319                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2320 {
2321         u8 code, class, op;
2322
2323         code = insn->code;
2324         class = BPF_CLASS(code);
2325         op = BPF_OP(code);
2326         if (class == BPF_JMP) {
2327                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2328                  * conservatively.
2329                  */
2330                 if (op == BPF_EXIT)
2331                         return true;
2332                 if (op == BPF_CALL) {
2333                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
2334                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
2335                          * don't care the register def because they are anyway
2336                          * marked as NOT_INIT already.
2337                          */
2338                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2339                                 return false;
2340                         /* Helper call will reach here because of arg type
2341                          * check, conservatively return TRUE.
2342                          */
2343                         if (t == SRC_OP)
2344                                 return true;
2345
2346                         return false;
2347                 }
2348         }
2349
2350         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
2351             /* BPF_END always use BPF_ALU class. */
2352             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
2353                 return true;
2354
2355         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
2356                 return false;
2357
2358         if (class == BPF_LDX) {
2359                 if (t != SRC_OP)
2360                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2361                 /* LDX source must be ptr. */
2362                 return true;
2363         }
2364
2365         if (class == BPF_STX) {
2366                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
2367                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
2368                  * asking about it.
2369                  */
2370                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
2371                         return true;
2372                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
2373         }
2374
2375         if (class == BPF_LD) {
2376                 u8 mode = BPF_MODE(code);
2377
2378                 /* LD_IMM64 */
2379                 if (mode == BPF_IMM)
2380                         return true;
2381
2382                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
2383                 if (t != SRC_OP)
2384                         return  false;
2385
2386                 /* Implicit ctx ptr. */
2387                 if (regno == BPF_REG_6)
2388                         return true;
2389
2390                 /* Explicit source could be any width. */
2391                 return true;
2392         }
2393
2394         if (class == BPF_ST)
2395                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
2396                 return true;
2397
2398         /* Conservatively return true at default. */
2399         return true;
2400 }
2401
2402 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
2403 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
2404 {
2405         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
2406         case BPF_JMP:
2407         case BPF_JMP32:
2408         case BPF_ST:
2409                 return -1;
2410         case BPF_STX:
2411                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
2412                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
2413                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
2414                                 return BPF_REG_0;
2415                         else
2416                                 return insn->src_reg;
2417                 } else {
2418                         return -1;
2419                 }
2420         default:
2421                 return insn->dst_reg;
2422         }
2423 }
2424
2425 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
2426 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
2427 {
2428         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
2429
2430         if (dst_reg == -1)
2431                 return false;
2432
2433         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
2434 }
2435
2436 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
2437                            struct bpf_reg_state *reg)
2438 {
2439         s32 def_idx = reg->subreg_def;
2440
2441         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
2442                 return;
2443
2444         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
2445         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
2446         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2447 }
2448
2449 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
2450                          enum reg_arg_type t)
2451 {
2452         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
2453         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
2454         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
2455         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
2456         bool rw64;
2457
2458         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
2459                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
2460                 return -EINVAL;
2461         }
2462
2463         mark_reg_scratched(env, regno);
2464
2465         reg = &regs[regno];
2466         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
2467         if (t == SRC_OP) {
2468                 /* check whether register used as source operand can be read */
2469                 if (reg->type == NOT_INIT) {
2470                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
2471                         return -EACCES;
2472                 }
2473                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
2474                 if (regno == BPF_REG_FP)
2475                         return 0;
2476
2477                 if (rw64)
2478                         mark_insn_zext(env, reg);
2479
2480                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
2481                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
2482         } else {
2483                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
2484                 if (regno == BPF_REG_FP) {
2485                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
2486                         return -EACCES;
2487                 }
2488                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
2489                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
2490                 if (t == DST_OP)
2491                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2492         }
2493         return 0;
2494 }
2495
2496 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
2497 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
2498                             struct bpf_verifier_state *cur)
2499 {
2500         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
2501         struct bpf_idx_pair *p;
2502
2503         cnt++;
2504         p = krealloc(cur->jmp_history, cnt * sizeof(*p), GFP_USER);
2505         if (!p)
2506                 return -ENOMEM;
2507         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
2508         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
2509         cur->jmp_history = p;
2510         cur->jmp_history_cnt = cnt;
2511         return 0;
2512 }
2513
2514 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
2515  * history then previous instruction came from straight line execution.
2516  */
2517 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
2518                              u32 *history)
2519 {
2520         u32 cnt = *history;
2521
2522         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
2523                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
2524                 (*history)--;
2525         } else {
2526                 i--;
2527         }
2528         return i;
2529 }
2530
2531 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
2532 {
2533         const struct btf_type *func;
2534         struct btf *desc_btf;
2535
2536         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
2537                 return NULL;
2538
2539         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
2540         if (IS_ERR(desc_btf))
2541                 return "<error>";
2542
2543         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
2544         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2545 }
2546
2547 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
2548  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
2549  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
2550  */
2551 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx,
2552                           u32 *reg_mask, u64 *stack_mask)
2553 {
2554         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
2555                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
2556                 .cb_print       = verbose,
2557                 .private_data   = env,
2558         };
2559         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
2560         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
2561         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
2562         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
2563         u32 dreg = 1u << insn->dst_reg;
2564         u32 sreg = 1u << insn->src_reg;
2565         u32 spi;
2566
2567         if (insn->code == 0)
2568                 return 0;
2569         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2570                 verbose(env, "regs=%x stack=%llx before ", *reg_mask, *stack_mask);
2571                 verbose(env, "%d: ", idx);
2572                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
2573         }
2574
2575         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
2576                 if (!(*reg_mask & dreg))
2577                         return 0;
2578                 if (opcode == BPF_MOV) {
2579                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2580                                 /* dreg = sreg
2581                                  * dreg needs precision after this insn
2582                                  * sreg needs precision before this insn
2583                                  */
2584                                 *reg_mask &= ~dreg;
2585                                 *reg_mask |= sreg;
2586                         } else {
2587                                 /* dreg = K
2588                                  * dreg needs precision after this insn.
2589                                  * Corresponding register is already marked
2590                                  * as precise=true in this verifier state.
2591                                  * No further markings in parent are necessary
2592                                  */
2593                                 *reg_mask &= ~dreg;
2594                         }
2595                 } else {
2596                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
2597                                 /* dreg += sreg
2598                                  * both dreg and sreg need precision
2599                                  * before this insn
2600                                  */
2601                                 *reg_mask |= sreg;
2602                         } /* else dreg += K
2603                            * dreg still needs precision before this insn
2604                            */
2605                 }
2606         } else if (class == BPF_LDX) {
2607                 if (!(*reg_mask & dreg))
2608                         return 0;
2609                 *reg_mask &= ~dreg;
2610
2611                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
2612                  * Load from any other memory can be zero extended.
2613                  * The desire to keep that precision is already indicated
2614                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
2615                  * No further tracking necessary.
2616                  */
2617                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
2618                         return 0;
2619
2620                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
2621                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
2622                  * tracked with precision
2623                  */
2624                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2625                 if (spi >= 64) {
2626                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2627                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2628                         return -EFAULT;
2629                 }
2630                 *stack_mask |= 1ull << spi;
2631         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
2632                 if (*reg_mask & dreg)
2633                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
2634                          * to access memory. It means backtracking
2635                          * encountered a case of pointer subtraction.
2636                          */
2637                         return -ENOTSUPP;
2638                 /* scalars can only be spilled into stack */
2639                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
2640                         return 0;
2641                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
2642                 if (spi >= 64) {
2643                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
2644                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2645                         return -EFAULT;
2646                 }
2647                 if (!(*stack_mask & (1ull << spi)))
2648                         return 0;
2649                 *stack_mask &= ~(1ull << spi);
2650                 if (class == BPF_STX)
2651                         *reg_mask |= sreg;
2652         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
2653                 if (opcode == BPF_CALL) {
2654                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
2655                                 return -ENOTSUPP;
2656                         /* regular helper call sets R0 */
2657                         *reg_mask &= ~1;
2658                         if (*reg_mask & 0x3f) {
2659                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
2660                                  * they should have been found already.
2661                                  */
2662                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", *reg_mask);
2663                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2664                                 return -EFAULT;
2665                         }
2666                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
2667                         return -ENOTSUPP;
2668                 }
2669         } else if (class == BPF_LD) {
2670                 if (!(*reg_mask & dreg))
2671                         return 0;
2672                 *reg_mask &= ~dreg;
2673                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
2674                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
2675                  * into parent is necessary
2676                  */
2677                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
2678                         /* to be analyzed */
2679                         return -ENOTSUPP;
2680         }
2681         return 0;
2682 }
2683
2684 /* the scalar precision tracking algorithm:
2685  * . at the start all registers have precise=false.
2686  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
2687  * . once precise value of the scalar register is used in:
2688  *   .  ptr + scalar alu
2689  *   . if (scalar cond K|scalar)
2690  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
2691  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
2692  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
2693  *   should be precise.
2694  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
2695  *   are equivalent if both are not precise.
2696  *
2697  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
2698  * since many different registers and stack slots could have been
2699  * used to compute single precise scalar.
2700  *
2701  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
2702  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
2703  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
2704  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
2705  *
2706  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
2707  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
2708  * All other branches will be explored for needing precision later.
2709  *
2710  * The backtracking needs to deal with cases like:
2711  *   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)
2712  * r9 -= r8
2713  * r5 = r9
2714  * if r5 > 0x79f goto pc+7
2715  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
2716  * r5 += 1
2717  * ...
2718  * call bpf_perf_event_output#25
2719  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
2720  *
2721  * and this case:
2722  * r6 = 1
2723  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
2724  * r0 += r6
2725  * if r0 == 0 goto
2726  *
2727  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
2728  *
2729  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
2730  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
2731  * may incorrectly prune callers. This is similar to
2732  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
2733  *
2734  * For now backtracking falls back into conservative marking.
2735  */
2736 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
2737                                      struct bpf_verifier_state *st)
2738 {
2739         struct bpf_func_state *func;
2740         struct bpf_reg_state *reg;
2741         int i, j;
2742
2743         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
2744          * pop_stack may still get !precise scalars.
2745          */
2746         for (; st; st = st->parent)
2747                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
2748                         func = st->frame[i];
2749                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
2750                                 reg = &func->regs[j];
2751                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2752                                         continue;
2753                                 reg->precise = true;
2754                         }
2755                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
2756                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
2757                                         continue;
2758                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
2759                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE)
2760                                         continue;
2761                                 reg->precise = true;
2762                         }
2763                 }
2764 }
2765
2766 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
2767                                   int spi)
2768 {
2769         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
2770         int first_idx = st->first_insn_idx;
2771         int last_idx = env->insn_idx;
2772         struct bpf_func_state *func;
2773         struct bpf_reg_state *reg;
2774         u32 reg_mask = regno >= 0 ? 1u << regno : 0;
2775         u64 stack_mask = spi >= 0 ? 1ull << spi : 0;
2776         bool skip_first = true;
2777         bool new_marks = false;
2778         int i, err;
2779
2780         if (!env->bpf_capable)
2781                 return 0;
2782
2783         func = st->frame[st->curframe];
2784         if (regno >= 0) {
2785                 reg = &func->regs[regno];
2786                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2787                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
2788                         return -EFAULT;
2789                 }
2790                 if (!reg->precise)
2791                         new_marks = true;
2792                 else
2793                         reg_mask = 0;
2794                 reg->precise = true;
2795         }
2796
2797         while (spi >= 0) {
2798                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[spi])) {
2799                         stack_mask = 0;
2800                         break;
2801                 }
2802                 reg = &func->stack[spi].spilled_ptr;
2803                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2804                         stack_mask = 0;
2805                         break;
2806                 }
2807                 if (!reg->precise)
2808                         new_marks = true;
2809                 else
2810                         stack_mask = 0;
2811                 reg->precise = true;
2812                 break;
2813         }
2814
2815         if (!new_marks)
2816                 return 0;
2817         if (!reg_mask && !stack_mask)
2818                 return 0;
2819         for (;;) {
2820                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
2821                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
2822
2823                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2824                         verbose(env, "last_idx %d first_idx %d\n", last_idx, first_idx);
2825                 for (i = last_idx;;) {
2826                         if (skip_first) {
2827                                 err = 0;
2828                                 skip_first = false;
2829                         } else {
2830                                 err = backtrack_insn(env, i, &reg_mask, &stack_mask);
2831                         }
2832                         if (err == -ENOTSUPP) {
2833                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2834                                 return 0;
2835                         } else if (err) {
2836                                 return err;
2837                         }
2838                         if (!reg_mask && !stack_mask)
2839                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
2840                                  * Since this state is already marked, just return.
2841                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
2842                                  */
2843                                 return 0;
2844                         if (i == first_idx)
2845                                 break;
2846                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
2847                         if (i >= env->prog->len) {
2848                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
2849                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
2850                                  * to backtrack.
2851                                  * It means the backtracking missed the spot where
2852                                  * particular register was initialized with a constant.
2853                                  */
2854                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
2855                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
2856                                 return -EFAULT;
2857                         }
2858                 }
2859                 st = st->parent;
2860                 if (!st)
2861                         break;
2862
2863                 new_marks = false;
2864                 func = st->frame[st->curframe];
2865                 bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
2866                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
2867                         reg = &func->regs[i];
2868                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2869                                 reg_mask &= ~(1u << i);
2870                                 continue;
2871                         }
2872                         if (!reg->precise)
2873                                 new_marks = true;
2874                         reg->precise = true;
2875                 }
2876
2877                 bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
2878                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
2879                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
2880                                 /* the sequence of instructions:
2881                                  * 2: (bf) r3 = r10
2882                                  * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
2883                                  * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
2884                                  * doesn't contain jmps. It's backtracked
2885                                  * as a single block.
2886                                  * During backtracking insn 3 is not recognized as
2887                                  * stack access, so at the end of backtracking
2888                                  * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
2889                                  * However the parent state may not have accessed
2890                                  * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
2891                                  * In such case fallback to conservative.
2892                                  */
2893                                 mark_all_scalars_precise(env, st);
2894                                 return 0;
2895                         }
2896
2897                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[i])) {
2898                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2899                                 continue;
2900                         }
2901                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
2902                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
2903                                 stack_mask &= ~(1ull << i);
2904                                 continue;
2905                         }
2906                         if (!reg->precise)
2907                                 new_marks = true;
2908                         reg->precise = true;
2909                 }
2910                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
2911                         verbose(env, "parent %s regs=%x stack=%llx marks:",
2912                                 new_marks ? "didn't have" : "already had",
2913                                 reg_mask, stack_mask);
2914                         print_verifier_state(env, func, true);
2915                 }
2916
2917                 if (!reg_mask && !stack_mask)
2918                         break;
2919                 if (!new_marks)
2920                         break;
2921
2922                 last_idx = st->last_insn_idx;
2923                 first_idx = st->first_insn_idx;
2924         }
2925         return 0;
2926 }
2927
2928 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
2929 {
2930         return __mark_chain_precision(env, regno, -1);
2931 }
2932
2933 static int mark_chain_precision_stack(struct bpf_verifier_env *env, int spi)
2934 {
2935         return __mark_chain_precision(env, -1, spi);
2936 }
2937
2938 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
2939 {
2940         switch (base_type(type)) {
2941         case PTR_TO_MAP_VALUE:
2942         case PTR_TO_STACK:
2943         case PTR_TO_CTX:
2944         case PTR_TO_PACKET:
2945         case PTR_TO_PACKET_META:
2946         case PTR_TO_PACKET_END:
2947         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
2948         case CONST_PTR_TO_MAP:
2949         case PTR_TO_SOCKET:
2950         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
2951         case PTR_TO_TCP_SOCK:
2952         case PTR_TO_XDP_SOCK:
2953         case PTR_TO_BTF_ID:
2954         case PTR_TO_BUF:
2955         case PTR_TO_MEM:
2956         case PTR_TO_FUNC:
2957         case PTR_TO_MAP_KEY:
2958                 return true;
2959         default:
2960                 return false;
2961         }
2962 }
2963
2964 /* Does this register contain a constant zero? */
2965 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
2966 {
2967         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2968 }
2969
2970 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
2971 {
2972         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
2973 }
2974
2975 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2976 {
2977         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
2978                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
2979                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
2980                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
2981                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
2982 }
2983
2984 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
2985 {
2986         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
2987 }
2988
2989 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
2990                                const struct bpf_reg_state *reg)
2991 {
2992         if (allow_ptr_leaks)
2993                 return false;
2994
2995         return reg->type != SCALAR_VALUE;
2996 }
2997
2998 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
2999                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
3000                                 int size)
3001 {
3002         int i;
3003
3004         state->stack[spi].spilled_ptr = *reg;
3005         if (size == BPF_REG_SIZE)
3006                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3007
3008         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
3009                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
3010
3011         /* size < 8 bytes spill */
3012         for (; i; i--)
3013                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
3014 }
3015
3016 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
3017  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
3018  */
3019 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3020                                        /* stack frame we're writing to */
3021                                        struct bpf_func_state *state,
3022                                        int off, int size, int value_regno,
3023                                        int insn_idx)
3024 {
3025         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3026         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
3027         u32 dst_reg = env->prog->insnsi[insn_idx].dst_reg;
3028         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
3029
3030         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
3031         if (err)
3032                 return err;
3033         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
3034          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
3035          */
3036         if (!env->allow_ptr_leaks &&
3037             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
3038             size != BPF_REG_SIZE) {
3039                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
3040                 return -EACCES;
3041         }
3042
3043         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3044         if (value_regno >= 0)
3045                 reg = &cur->regs[value_regno];
3046         if (!env->bypass_spec_v4) {
3047                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
3048
3049                 for (i = 0; i < size; i++) {
3050                         if (state->stack[spi].slot_type[i] == STACK_INVALID) {
3051                                 sanitize = true;
3052                                 break;
3053                         }
3054                 }
3055
3056                 if (sanitize)
3057                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
3058         }
3059
3060         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3061         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
3062             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
3063                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
3064                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
3065                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
3066                          * scalar via different register has to be conservative.
3067                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
3068                          * that contributed into 'reg' being a constant.
3069                          */
3070                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3071                         if (err)
3072                                 return err;
3073                 }
3074                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3075         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
3076                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
3077                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
3078                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
3079                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
3080                         return -EACCES;
3081                 }
3082                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
3083                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
3084                         return -EINVAL;
3085                 }
3086                 save_register_state(state, spi, reg, size);
3087         } else {
3088                 u8 type = STACK_MISC;
3089
3090                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
3091                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3092                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr. */
3093                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]))
3094                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
3095                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
3096
3097                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
3098                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
3099                  * when stack slots are partially written.
3100                  * This heuristic means that read propagation will be
3101                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
3102                  * to stack slots all the way to first state when programs
3103                  * writes+reads less than 8 bytes
3104                  */
3105                 if (size == BPF_REG_SIZE)
3106                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3107
3108                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
3109                 if (reg && register_is_null(reg)) {
3110                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3111                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3112                         if (err)
3113                                 return err;
3114                         type = STACK_ZERO;
3115                 }
3116
3117                 /* Mark slots affected by this stack write. */
3118                 for (i = 0; i < size; i++)
3119                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
3120                                 type;
3121         }
3122         return 0;
3123 }
3124
3125 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
3126  * known to contain a variable offset.
3127  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
3128  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
3129  * dynamic range is potentially written to.
3130  *
3131  * 'off' includes 'regno->off'.
3132  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
3133  * the stack.
3134  *
3135  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
3136  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
3137  * future reads cannot be terminated by this write.
3138  *
3139  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
3140  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
3141  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
3142  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
3143  */
3144 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3145                                      /* func where register points to */
3146                                      struct bpf_func_state *state,
3147                                      int ptr_regno, int off, int size,
3148                                      int value_regno, int insn_idx)
3149 {
3150         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
3151         int min_off, max_off;
3152         int i, err;
3153         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
3154         bool writing_zero = false;
3155         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
3156          * stack slots remain STACK_ZERO
3157          */
3158         bool zero_used = false;
3159
3160         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
3161         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
3162         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
3163         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
3164         if (value_regno >= 0)
3165                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
3166         if (value_reg && register_is_null(value_reg))
3167                 writing_zero = true;
3168
3169         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
3170         if (err)
3171                 return err;
3172
3173
3174         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
3175         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3176                 u8 new_type, *stype;
3177                 int slot, spi;
3178
3179                 slot = -i - 1;
3180                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3181                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
3182                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
3183
3184                 if (!env->allow_ptr_leaks
3185                                 && *stype != NOT_INIT
3186                                 && *stype != SCALAR_VALUE) {
3187                         /* Reject the write if there's are spilled pointers in
3188                          * range. If we didn't reject here, the ptr status
3189                          * would be erased below (even though not all slots are
3190                          * actually overwritten), possibly opening the door to
3191                          * leaks.
3192                          */
3193                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
3194                                 insn_idx, i);
3195                         return -EINVAL;
3196                 }
3197
3198                 /* Erase all spilled pointers. */
3199                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
3200
3201                 /* Update the slot type. */
3202                 new_type = STACK_MISC;
3203                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
3204                         new_type = STACK_ZERO;
3205                         zero_used = true;
3206                 }
3207                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
3208                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
3209                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
3210                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
3211                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
3212                  * that may or may not be written because, if we're reject
3213                  * them, the error would be too confusing.
3214                  */
3215                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
3216                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
3217                                         insn_idx, i);
3218                         return -EINVAL;
3219                 }
3220                 *stype = new_type;
3221         }
3222         if (zero_used) {
3223                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
3224                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
3225                 if (err)
3226                         return err;
3227         }
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
3232  * max_off), we set the register's type according to the types of the
3233  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
3234  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
3235  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
3236  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
3237  * read.
3238  */
3239 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3240                                 /* func where src register points to */
3241                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
3242                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
3243 {
3244         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3245         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3246         int i, slot, spi;
3247         u8 *stype;
3248         int zeros = 0;
3249
3250         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
3251                 slot = -i - 1;
3252                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3253                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
3254                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
3255                         break;
3256                 zeros++;
3257         }
3258         if (zeros == max_off - min_off) {
3259                 /* any access_size read into register is zero extended,
3260                  * so the whole register == const_zero
3261                  */
3262                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
3263                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
3264                  * so mark it precise here, so that later
3265                  * backtracking can stop here.
3266                  * Backtracking may not need this if this register
3267                  * doesn't participate in pointer adjustment.
3268                  * Forward propagation of precise flag is not
3269                  * necessary either. This mark is only to stop
3270                  * backtracking. Any register that contributed
3271                  * to const 0 was marked precise before spill.
3272                  */
3273                 state->regs[dst_regno].precise = true;
3274         } else {
3275                 /* have read misc data from the stack */
3276                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3277         }
3278         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3279 }
3280
3281 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
3282  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
3283  * spilled reg.
3284  *
3285  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
3286  * register.
3287  *
3288  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
3289  */
3290 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
3291                                       /* func where src register points to */
3292                                       struct bpf_func_state *reg_state,
3293                                       int off, int size, int dst_regno)
3294 {
3295         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3296         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3297         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
3298         struct bpf_reg_state *reg;
3299         u8 *stype, type;
3300
3301         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
3302         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
3303
3304         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
3305                 u8 spill_size = 1;
3306
3307                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
3308                         spill_size++;
3309
3310                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
3311                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3312                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
3313                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
3314                                 return -EACCES;
3315                         }
3316
3317                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3318                         if (dst_regno < 0)
3319                                 return 0;
3320
3321                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
3322                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
3323                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
3324                                  */
3325                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
3326
3327                                 state->regs[dst_regno] = *reg;
3328                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
3329                         } else {
3330                                 for (i = 0; i < size; i++) {
3331                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3332                                         if (type == STACK_SPILL)
3333                                                 continue;
3334                                         if (type == STACK_MISC)
3335                                                 continue;
3336                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3337                                                 off, i, size);
3338                                         return -EACCES;
3339                                 }
3340                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
3341                         }
3342                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3343                         return 0;
3344                 }
3345
3346                 if (dst_regno >= 0) {
3347                         /* restore register state from stack */
3348                         state->regs[dst_regno] = *reg;
3349                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
3350                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
3351                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
3352                          */
3353                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3354                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
3355                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
3356                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
3357                          * (e.g. for XADD).
3358                          * We must not allow unprivileged callers to do that
3359                          * with spilled pointers.
3360                          */
3361                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
3362                                 off);
3363                         return -EACCES;
3364                 }
3365                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3366         } else {
3367                 for (i = 0; i < size; i++) {
3368                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
3369                         if (type == STACK_MISC)
3370                                 continue;
3371                         if (type == STACK_ZERO)
3372                                 continue;
3373                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
3374                                 off, i, size);
3375                         return -EACCES;
3376                 }
3377                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
3378                 if (dst_regno >= 0)
3379                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
3380         }
3381         return 0;
3382 }
3383
3384 enum bpf_access_src {
3385         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
3386         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
3387 };
3388
3389 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
3390                                          int regno, int off, int access_size,
3391                                          bool zero_size_allowed,
3392                                          enum bpf_access_src type,
3393                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
3394
3395 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3396 {
3397         return cur_regs(env) + regno;
3398 }
3399
3400 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
3401  * 'dst_regno'.
3402  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
3403  * but not its variable offset.
3404  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
3405  *
3406  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
3407  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
3408  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
3409  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
3410  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
3411  * instead.
3412  */
3413 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
3414                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
3415 {
3416         /* The state of the source register. */
3417         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3418         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
3419         int err;
3420         int min_off, max_off;
3421
3422         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
3423          */
3424         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
3425                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
3426         if (err)
3427                 return err;
3428
3429         min_off = reg->smin_value + off;
3430         max_off = reg->smax_value + off;
3431         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
3432         return 0;
3433 }
3434
3435 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
3436  * check_stack_read_var_off.
3437  *
3438  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
3439  * bounds.
3440  *
3441  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
3442  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
3443  */
3444 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
3445                             int ptr_regno, int off, int size,
3446                             int dst_regno)
3447 {
3448         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3449         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3450         int err;
3451         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
3452         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
3453
3454         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
3455          * register, in order to not leak pointers (see
3456          * check_stack_read_fixed_off).
3457          */
3458         if (dst_regno < 0 && var_off) {
3459                 char tn_buf[48];
3460
3461                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3462                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
3463                         tn_buf, off, size);
3464                 return -EACCES;
3465         }
3466         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
3467          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
3468          * ALU. See also retrieve_ptr_limit().
3469          */
3470         if (!env->bypass_spec_v1 && var_off) {
3471                 char tn_buf[48];
3472
3473                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3474                 verbose(env, "R%d variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
3475                                 ptr_regno, tn_buf);
3476                 return -EACCES;
3477         }
3478
3479         if (!var_off) {
3480                 off += reg->var_off.value;
3481                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
3482                                                  dst_regno);
3483         } else {
3484                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3485                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
3486                  * branch.
3487                  */
3488                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
3489                                                dst_regno);
3490         }
3491         return err;
3492 }
3493
3494
3495 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
3496  * check_stack_write_var_off.
3497  *
3498  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
3499  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
3500  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
3501  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
3502  *
3503  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
3504  */
3505 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
3506                              int ptr_regno, int off, int size,
3507                              int value_regno, int insn_idx)
3508 {
3509         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
3510         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
3511         int err;
3512
3513         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
3514                 off += reg->var_off.value;
3515                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
3516                                                   value_regno, insn_idx);
3517         } else {
3518                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
3519                  * than fixed offset ones.
3520                  */
3521                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
3522                                                 ptr_regno, off, size,
3523                                                 value_regno, insn_idx);
3524         }
3525         return err;
3526 }
3527
3528 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3529                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
3530 {
3531         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3532         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
3533         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
3534
3535         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
3536                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3537                         map->value_size, off, size);
3538                 return -EACCES;
3539         }
3540
3541         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
3542                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3543                         map->value_size, off, size);
3544                 return -EACCES;
3545         }
3546
3547         return 0;
3548 }
3549
3550 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
3551 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
3552                               int off, int size, u32 mem_size,
3553                               bool zero_size_allowed)
3554 {
3555         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
3556         struct bpf_reg_state *reg;
3557
3558         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
3559                 return 0;
3560
3561         reg = &cur_regs(env)[regno];
3562         switch (reg->type) {
3563         case PTR_TO_MAP_KEY:
3564                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
3565                         mem_size, off, size);
3566                 break;
3567         case PTR_TO_MAP_VALUE:
3568                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
3569                         mem_size, off, size);
3570                 break;
3571         case PTR_TO_PACKET:
3572         case PTR_TO_PACKET_META:
3573         case PTR_TO_PACKET_END:
3574                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
3575                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
3576                 break;
3577         case PTR_TO_MEM:
3578         default:
3579                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
3580                         mem_size, off, size);
3581         }
3582
3583         return -EACCES;
3584 }
3585
3586 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
3587 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3588                                    int off, int size, u32 mem_size,
3589                                    bool zero_size_allowed)
3590 {
3591         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3592         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3593         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3594         int err;
3595
3596         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
3597          * need to try adding each of min_value and max_value to off
3598          * to make sure our theoretical access will be safe.
3599          *
3600          * The minimum value is only important with signed
3601          * comparisons where we can't assume the floor of a
3602          * value is 0.  If we are using signed variables for our
3603          * index'es we need to make sure that whatever we use
3604          * will have a set floor within our range.
3605          */
3606         if (reg->smin_value < 0 &&
3607             (reg->smin_value == S64_MIN ||
3608              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
3609               reg->smin_value + off < 0)) {
3610                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3611                         regno);
3612                 return -EACCES;
3613         }
3614         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
3615                                  mem_size, zero_size_allowed);
3616         if (err) {
3617                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
3618                         regno);
3619                 return err;
3620         }
3621
3622         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
3623          * sure we won't do bad things.
3624          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
3625          */
3626         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
3627                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
3628                         regno);
3629                 return -EACCES;
3630         }
3631         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
3632                                  mem_size, zero_size_allowed);
3633         if (err) {
3634                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
3635                         regno);
3636                 return err;
3637         }
3638
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3643                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
3644                                bool fixed_off_ok)
3645 {
3646         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
3647          * is only allowed in its original, unmodified form.
3648          */
3649
3650         if (reg->off < 0) {
3651                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3652                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3653                 return -EACCES;
3654         }
3655
3656         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
3657                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
3658                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
3659                 return -EACCES;
3660         }
3661
3662         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
3663                 char tn_buf[48];
3664
3665                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
3666                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
3667                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
3668                 return -EACCES;
3669         }
3670
3671         return 0;
3672 }
3673
3674 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
3675                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
3676 {
3677         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
3678 }
3679
3680 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
3681                                struct bpf_map_value_off_desc *off_desc,
3682                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
3683 {
3684         const char *targ_name = kernel_type_name(off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id);
3685         int perm_flags = PTR_MAYBE_NULL;
3686         const char *reg_name = "";
3687
3688         /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
3689         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3690                 perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
3691
3692         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
3693                 goto bad_type;
3694
3695         if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
3696                 verbose(env, "R%d must point to kernel BTF\n", regno);
3697                 return -EINVAL;
3698         }
3699         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
3700         reg_name = kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
3701
3702         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
3703          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
3704          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
3705          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
3706          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
3707          */
3708         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
3709                 return -EACCES;
3710
3711         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux or module BTF, and
3712          * we also need to take into account the reg->off.
3713          *
3714          * We want to support cases like:
3715          *
3716          * struct foo {
3717          *         struct bar br;
3718          *         struct baz bz;
3719          * };
3720          *
3721          * struct foo *v;
3722          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
3723          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
3724          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
3725          *                    // first member type of struct after comparison fails
3726          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
3727          *                    // to match type
3728          *
3729          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
3730          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
3731          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
3732          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
3733          * strict mode to true for type match.
3734          */
3735         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
3736                                   off_desc->kptr.btf, off_desc->kptr.btf_id,
3737                                   off_desc->type == BPF_KPTR_REF))
3738                 goto bad_type;
3739         return 0;
3740 bad_type:
3741         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
3742                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
3743         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
3744         if (off_desc->type == BPF_KPTR_UNREF)
3745                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
3746                         targ_name);
3747         else
3748                 verbose(env, "\n");
3749         return -EINVAL;
3750 }
3751
3752 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3753                                  int value_regno, int insn_idx,
3754                                  struct bpf_map_value_off_desc *off_desc)
3755 {
3756         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
3757         int class = BPF_CLASS(insn->code);
3758         struct bpf_reg_state *val_reg;
3759
3760         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
3761          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
3762          *  - size of access (must be BPF_DW)
3763          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
3764          *  - off_desc->offset == off + reg->var_off.value
3765          */
3766         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
3767         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
3768                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
3769                 return -EACCES;
3770         }
3771
3772         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
3773          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
3774          */
3775         if (class != BPF_LDX && off_desc->type == BPF_KPTR_REF) {
3776                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
3777                 return -EACCES;
3778         }
3779
3780         if (class == BPF_LDX) {
3781                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3782                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
3783                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
3784                  */
3785                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, off_desc->kptr.btf,
3786                                 off_desc->kptr.btf_id, PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
3787                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
3788                 val_reg->id = ++env->id_gen;
3789         } else if (class == BPF_STX) {
3790                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
3791                 if (!register_is_null(val_reg) &&
3792                     map_kptr_match_type(env, off_desc, val_reg, value_regno))
3793                         return -EACCES;
3794         } else if (class == BPF_ST) {
3795                 if (insn->imm) {
3796                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
3797                                 off_desc->offset);
3798                         return -EACCES;
3799                 }
3800         } else {
3801                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
3802                 return -EACCES;
3803         }
3804         return 0;
3805 }
3806
3807 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
3808 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3809                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
3810                             enum bpf_access_src src)
3811 {
3812         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3813         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3814         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
3815         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
3816         int err;
3817
3818         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
3819                                       zero_size_allowed);
3820         if (err)
3821                 return err;
3822
3823         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
3824                 u32 lock = map->spin_lock_off;
3825
3826                 /* if any part of struct bpf_spin_lock can be touched by
3827                  * load/store reject this program.
3828                  * To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2)
3829                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
3830                  */
3831                 if (reg->smin_value + off < lock + sizeof(struct bpf_spin_lock) &&
3832                      lock < reg->umax_value + off + size) {
3833                         verbose(env, "bpf_spin_lock cannot be accessed directly by load/store\n");
3834                         return -EACCES;
3835                 }
3836         }
3837         if (map_value_has_timer(map)) {
3838                 u32 t = map->timer_off;
3839
3840                 if (reg->smin_value + off < t + sizeof(struct bpf_timer) &&
3841                      t < reg->umax_value + off + size) {
3842                         verbose(env, "bpf_timer cannot be accessed directly by load/store\n");
3843                         return -EACCES;
3844                 }
3845         }
3846         if (map_value_has_kptrs(map)) {
3847                 struct bpf_map_value_off *tab = map->kptr_off_tab;
3848                 int i;
3849
3850                 for (i = 0; i < tab->nr_off; i++) {
3851                         u32 p = tab->off[i].offset;
3852
3853                         if (reg->smin_value + off < p + sizeof(u64) &&
3854                             p < reg->umax_value + off + size) {
3855                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
3856                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
3857                                         return -EACCES;
3858                                 }
3859                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
3860                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
3861                                         return -EACCES;
3862                                 }
3863                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
3864                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
3865                                                 p, off + reg->var_off.value);
3866                                         return -EACCES;
3867                                 }
3868                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
3869                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
3870                                         return -EACCES;
3871                                 }
3872                                 break;
3873                         }
3874                 }
3875         }
3876         return err;
3877 }
3878
3879 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
3880
3881 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
3882                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
3883                                        enum bpf_access_type t)
3884 {
3885         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
3886
3887         switch (prog_type) {
3888         /* Program types only with direct read access go here! */
3889         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
3890         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
3891         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
3892         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
3893         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
3894         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
3895                 if (t == BPF_WRITE)
3896                         return false;
3897                 fallthrough;
3898
3899         /* Program types with direct read + write access go here! */
3900         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
3901         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
3902         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
3903         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
3904         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
3905         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
3906                 if (meta)
3907                         return meta->pkt_access;
3908
3909                 env->seen_direct_write = true;
3910                 return true;
3911
3912         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
3913                 if (t == BPF_WRITE)
3914                         env->seen_direct_write = true;
3915
3916                 return true;
3917
3918         default:
3919                 return false;
3920         }
3921 }
3922
3923 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
3924                                int size, bool zero_size_allowed)
3925 {
3926         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
3927         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
3928         int err;
3929
3930         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
3931          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
3932          * offset.
3933          */
3934
3935         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
3936          * detail to prove they're safe.
3937          */
3938         if (reg->smin_value < 0) {
3939                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
3940                         regno);
3941                 return -EACCES;
3942         }
3943
3944         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
3945               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
3946                                  zero_size_allowed);
3947         if (err) {
3948                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
3949                 return err;
3950         }
3951
3952         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
3953          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
3954          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
3955          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
3956          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
3957          */
3958         env->prog->aux->max_pkt_offset =
3959                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
3960                       off + reg->umax_value + size - 1);
3961
3962         return err;
3963 }
3964
3965 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
3966 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
3967                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
3968                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
3969 {
3970         struct bpf_insn_access_aux info = {
3971                 .reg_type = *reg_type,
3972                 .log = &env->log,
3973         };
3974
3975         if (env->ops->is_valid_access &&
3976             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
3977                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
3978                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
3979                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
3980                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
3981                  * will only allow for whole field access and rejects any other
3982                  * type of narrower access.
3983                  */
3984                 *reg_type = info.reg_type;
3985
3986                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
3987                         *btf = info.btf;
3988                         *btf_id = info.btf_id;
3989                 } else {
3990                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
3991                 }
3992                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
3993                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
3994                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
3995                 return 0;
3996         }
3997
3998         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
3999         return -EACCES;
4000 }
4001
4002 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
4003                                   int size)
4004 {
4005         if (size < 0 || off < 0 ||
4006             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
4007                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
4008                         off, size);
4009                 return -EACCES;
4010         }
4011         return 0;
4012 }
4013
4014 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
4015                              u32 regno, int off, int size,
4016                              enum bpf_access_type t)
4017 {
4018         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4019         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
4020         struct bpf_insn_access_aux info = {};
4021         bool valid;
4022
4023         if (reg->smin_value < 0) {
4024                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4025                         regno);
4026                 return -EACCES;
4027         }
4028
4029         switch (reg->type) {
4030         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4031                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
4032                 break;
4033         case PTR_TO_SOCKET:
4034                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4035                 break;
4036         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4037                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4038                 break;
4039         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4040                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
4041                 break;
4042         default:
4043                 valid = false;
4044         }
4045
4046
4047         if (valid) {
4048                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
4049                         info.ctx_field_size;
4050                 return 0;
4051         }
4052
4053         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
4054                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
4055
4056         return -EACCES;
4057 }
4058
4059 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4060 {
4061         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
4062 }
4063
4064 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4065 {
4066         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4067
4068         return reg->type == PTR_TO_CTX;
4069 }
4070
4071 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4072 {
4073         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4074
4075         return type_is_sk_pointer(reg->type);
4076 }
4077
4078 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4079 {
4080         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4081
4082         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
4083 }
4084
4085 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4086 {
4087         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
4088
4089         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
4090         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
4091 }
4092
4093 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4094                                    const struct bpf_reg_state *reg,
4095                                    int off, int size, bool strict)
4096 {
4097         struct tnum reg_off;
4098         int ip_align;
4099
4100         /* Byte size accesses are always allowed. */
4101         if (!strict || size == 1)
4102                 return 0;
4103
4104         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
4105          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
4106          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
4107          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
4108          * to this code only in strict mode where we want to emulate
4109          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
4110          * unconditional IP align value of '2'.
4111          */
4112         ip_align = 2;
4113
4114         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
4115         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4116                 char tn_buf[48];
4117
4118                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4119                 verbose(env,
4120                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
4121                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
4122                 return -EACCES;
4123         }
4124
4125         return 0;
4126 }
4127
4128 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4129                                        const struct bpf_reg_state *reg,
4130                                        const char *pointer_desc,
4131                                        int off, int size, bool strict)
4132 {
4133         struct tnum reg_off;
4134
4135         /* Byte size accesses are always allowed. */
4136         if (!strict || size == 1)
4137                 return 0;
4138
4139         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
4140         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
4141                 char tn_buf[48];
4142
4143                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4144                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
4145                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
4146                 return -EACCES;
4147         }
4148
4149         return 0;
4150 }
4151
4152 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
4153                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
4154                                int size, bool strict_alignment_once)
4155 {
4156         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
4157         const char *pointer_desc = "";
4158
4159         switch (reg->type) {
4160         case PTR_TO_PACKET:
4161         case PTR_TO_PACKET_META:
4162                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
4163                  * right in front, treat it the very same way.
4164                  */
4165                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
4166         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4167                 pointer_desc = "flow keys ";
4168                 break;
4169         case PTR_TO_MAP_KEY:
4170                 pointer_desc = "key ";
4171                 break;
4172         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4173                 pointer_desc = "value ";
4174                 break;
4175         case PTR_TO_CTX:
4176                 pointer_desc = "context ";
4177                 break;
4178         case PTR_TO_STACK:
4179                 pointer_desc = "stack ";
4180                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
4181                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
4182                  * aligned.
4183                  */
4184                 strict = true;
4185                 break;
4186         case PTR_TO_SOCKET:
4187                 pointer_desc = "sock ";
4188                 break;
4189         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4190                 pointer_desc = "sock_common ";
4191                 break;
4192         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4193                 pointer_desc = "tcp_sock ";
4194                 break;
4195         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4196                 pointer_desc = "xdp_sock ";
4197                 break;
4198         default:
4199                 break;
4200         }
4201         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
4202                                            strict);
4203 }
4204
4205 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4206                               const struct bpf_func_state *func,
4207                               int off)
4208 {
4209         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
4210
4211         if (stack >= -off)
4212                 return 0;
4213
4214         /* update known max for given subprogram */
4215         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
4216         return 0;
4217 }
4218
4219 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
4220  * and recursively walk all callees that given function can call.
4221  * Ignore jump and exit insns.
4222  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
4223  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
4224  */
4225 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
4226 {
4227         int depth = 0, frame = 0, idx = 0, i = 0, subprog_end;
4228         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
4229         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
4230         bool tail_call_reachable = false;
4231         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
4232         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
4233         int j;
4234
4235 process_func:
4236         /* protect against potential stack overflow that might happen when
4237          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
4238          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
4239          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
4240          * 8k).
4241          *
4242          * To get the idea what might happen, see an example:
4243          * func1 -> sub rsp, 128
4244          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
4245          *  tailcall1 -> add rsp, 256
4246          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
4247          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
4248          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
4249          *   tailcall2 -> add rsp, 128
4250          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
4251          *
4252          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
4253          * of caller's stack as shown on the example above.
4254          */
4255         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
4256                 verbose(env,
4257                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
4258                         depth);
4259                 return -EACCES;
4260         }
4261         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
4262          * of interpreter stack size
4263          */
4264         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4265         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
4266                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
4267                         frame + 1, depth);
4268                 return -EACCES;
4269         }
4270 continue_func:
4271         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
4272         for (; i < subprog_end; i++) {
4273                 int next_insn;
4274
4275                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
4276                         continue;
4277                 /* remember insn and function to return to */
4278                 ret_insn[frame] = i + 1;
4279                 ret_prog[frame] = idx;
4280
4281                 /* find the callee */
4282                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
4283                 idx = find_subprog(env, next_insn);
4284                 if (idx < 0) {
4285                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4286                                   next_insn);
4287                         return -EFAULT;
4288                 }
4289                 if (subprog[idx].is_async_cb) {
4290                         if (subprog[idx].has_tail_call) {
4291                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
4292                                 return -EFAULT;
4293                         }
4294                          /* async callbacks don't increase bpf prog stack size */
4295                         continue;
4296                 }
4297                 i = next_insn;
4298
4299                 if (subprog[idx].has_tail_call)
4300                         tail_call_reachable = true;
4301
4302                 frame++;
4303                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
4304                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
4305                                 frame);
4306                         return -E2BIG;
4307                 }
4308                 goto process_func;
4309         }
4310         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
4311          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
4312          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
4313          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
4314          */
4315         if (tail_call_reachable)
4316                 for (j = 0; j < frame; j++)
4317                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
4318         if (subprog[0].tail_call_reachable)
4319                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
4320
4321         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
4322          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
4323          */
4324         if (frame == 0)
4325                 return 0;
4326         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
4327         frame--;
4328         i = ret_insn[frame];
4329         idx = ret_prog[frame];
4330         goto continue_func;
4331 }
4332
4333 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
4334 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
4335                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
4336 {
4337         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
4338
4339         subprog = find_subprog(env, start);
4340         if (subprog < 0) {
4341                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
4342                           start);
4343                 return -EFAULT;
4344         }
4345         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
4346 }
4347 #endif
4348
4349 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4350                                  const char *buf_info,
4351                                  const struct bpf_reg_state *reg,
4352                                  int regno, int off, int size)
4353 {
4354         if (off < 0) {
4355                 verbose(env,
4356                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
4357                         regno, buf_info, off, size);
4358                 return -EACCES;
4359         }
4360         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4361                 char tn_buf[48];
4362
4363                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4364                 verbose(env,
4365                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
4366                         regno, off, tn_buf);
4367                 return -EACCES;
4368         }
4369
4370         return 0;
4371 }
4372
4373 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4374                                   const struct bpf_reg_state *reg,
4375                                   int regno, int off, int size)
4376 {
4377         int err;
4378
4379         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
4380         if (err)
4381                 return err;
4382
4383         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
4384                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
4385
4386         return 0;
4387 }
4388
4389 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
4390                                const struct bpf_reg_state *reg,
4391                                int regno, int off, int size,
4392                                bool zero_size_allowed,
4393                                u32 *max_access)
4394 {
4395         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
4396         int err;
4397
4398         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
4399         if (err)
4400                 return err;
4401
4402         if (off + size > *max_access)
4403                 *max_access = off + size;
4404
4405         return 0;
4406 }
4407
4408 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
4409 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
4410 {
4411         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
4412         __reg_assign_32_into_64(reg);
4413 }
4414
4415 /* truncate register to smaller size (in bytes)
4416  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
4417  */
4418 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
4419 {
4420         u64 mask;
4421
4422         /* clear high bits in bit representation */
4423         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
4424
4425         /* fix arithmetic bounds */
4426         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
4427         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
4428                 reg->umin_value &= mask;
4429                 reg->umax_value &= mask;
4430         } else {
4431                 reg->umin_value = 0;
4432                 reg->umax_value = mask;
4433         }
4434         reg->smin_value = reg->umin_value;
4435         reg->smax_value = reg->umax_value;
4436
4437         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
4438          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
4439          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
4440          */
4441         if (size >= 4)
4442                 return;
4443         __reg_combine_64_into_32(reg);
4444 }
4445
4446 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
4447 {
4448         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
4449          *
4450          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
4451          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
4452          *    and was set at map creation time.
4453          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
4454          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
4455          *    operations from syscall side are possible for the rest of
4456          *    the map's lifetime from that point onwards.
4457          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
4458          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
4459          *    assume that map value(s) are immutable.
4460          */
4461         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
4462                READ_ONCE(map->frozen) &&
4463                !bpf_map_write_active(map);
4464 }
4465
4466 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val)
4467 {
4468         void *ptr;
4469         u64 addr;
4470         int err;
4471
4472         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
4473         if (err)
4474                 return err;
4475         ptr = (void *)(long)addr + off;
4476
4477         switch (size) {
4478         case sizeof(u8):
4479                 *val = (u64)*(u8 *)ptr;
4480                 break;
4481         case sizeof(u16):
4482                 *val = (u64)*(u16 *)ptr;
4483                 break;
4484         case sizeof(u32):
4485                 *val = (u64)*(u32 *)ptr;
4486                 break;
4487         case sizeof(u64):
4488                 *val = *(u64 *)ptr;
4489                 break;
4490         default:
4491                 return -EINVAL;
4492         }
4493         return 0;
4494 }
4495
4496 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
4497                                    struct bpf_reg_state *regs,
4498                                    int regno, int off, int size,
4499                                    enum bpf_access_type atype,
4500                                    int value_regno)
4501 {
4502         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4503         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
4504         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
4505         enum bpf_type_flag flag = 0;
4506         u32 btf_id;
4507         int ret;
4508
4509         if (off < 0) {
4510                 verbose(env,
4511                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
4512                         regno, tname, off);
4513                 return -EACCES;
4514         }
4515         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4516                 char tn_buf[48];
4517
4518                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4519                 verbose(env,
4520                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
4521                         regno, tname, off, tn_buf);
4522                 return -EACCES;
4523         }
4524
4525         if (reg->type & MEM_USER) {
4526                 verbose(env,
4527                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
4528                         regno, tname, off);
4529                 return -EACCES;
4530         }
4531
4532         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
4533                 verbose(env,
4534                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
4535                         regno, tname, off);
4536                 return -EACCES;
4537         }
4538
4539         if (env->ops->btf_struct_access) {
4540                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t,
4541                                                   off, size, atype, &btf_id, &flag);
4542         } else {
4543                 if (atype != BPF_READ) {
4544                         verbose(env, "only read is supported\n");
4545                         return -EACCES;
4546                 }
4547
4548                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg->btf, t, off, size,
4549                                         atype, &btf_id, &flag);
4550         }
4551
4552         if (ret < 0)
4553                 return ret;
4554
4555         /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
4556          * also inherit the untrusted flag.
4557          */
4558         if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED)
4559                 flag |= PTR_UNTRUSTED;
4560
4561         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
4562                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
4563
4564         return 0;
4565 }
4566
4567 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
4568                                    struct bpf_reg_state *regs,
4569                                    int regno, int off, int size,
4570                                    enum bpf_access_type atype,
4571                                    int value_regno)
4572 {
4573         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4574         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4575         enum bpf_type_flag flag = 0;
4576         const struct btf_type *t;
4577         const char *tname;
4578         u32 btf_id;
4579         int ret;
4580
4581         if (!btf_vmlinux) {
4582                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
4583                 return -ENOTSUPP;
4584         }
4585
4586         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
4587                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
4588                         map->map_type);
4589                 return -ENOTSUPP;
4590         }
4591
4592         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
4593         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
4594
4595         if (!env->allow_ptr_to_map_access) {
4596                 verbose(env,
4597                         "%s access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
4598                         tname);
4599                 return -EPERM;
4600         }
4601
4602         if (off < 0) {
4603                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
4604                         regno, tname, off);
4605                 return -EACCES;
4606         }
4607
4608         if (atype != BPF_READ) {
4609                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
4610                 return -EACCES;
4611         }
4612
4613         ret = btf_struct_access(&env->log, btf_vmlinux, t, off, size, atype, &btf_id, &flag);
4614         if (ret < 0)
4615                 return ret;
4616
4617         if (value_regno >= 0)
4618                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
4619
4620         return 0;
4621 }
4622
4623 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
4624  * maximum valid offset is -1.
4625  *
4626  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
4627  * -state->allocated_stack for reads.
4628  */
4629 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
4630                                           struct bpf_func_state *state,
4631                                           enum bpf_access_type t)
4632 {
4633         int min_valid_off;
4634
4635         if (t == BPF_WRITE)
4636                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
4637         else
4638                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
4639
4640         if (off < min_valid_off || off > -1)
4641                 return -EACCES;
4642         return 0;
4643 }
4644
4645 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
4646  * bounds.
4647  *
4648  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
4649  */
4650 static int check_stack_access_within_bounds(
4651                 struct bpf_verifier_env *env,
4652                 int regno, int off, int access_size,
4653                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
4654 {
4655         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4656         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4657         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4658         int min_off, max_off;
4659         int err;
4660         char *err_extra;
4661
4662         if (src == ACCESS_HELPER)
4663                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
4664                 err_extra = " indirect access to";
4665         else if (type == BPF_READ)
4666                 err_extra = " read from";
4667         else
4668                 err_extra = " write to";
4669
4670         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4671                 min_off = reg->var_off.value + off;
4672                 if (access_size > 0)
4673                         max_off = min_off + access_size - 1;
4674                 else
4675                         max_off = min_off;
4676         } else {
4677                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
4678                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
4679                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
4680                                 err_extra, regno);
4681                         return -EACCES;
4682                 }
4683                 min_off = reg->smin_value + off;
4684                 if (access_size > 0)
4685                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
4686                 else
4687                         max_off = min_off;
4688         }
4689
4690         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
4691         if (!err)
4692                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
4693
4694         if (err) {
4695                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4696                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
4697                                 err_extra, regno, off, access_size);
4698                 } else {
4699                         char tn_buf[48];
4700
4701                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4702                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
4703                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
4704                 }
4705         }
4706         return err;
4707 }
4708
4709 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
4710  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
4711  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
4712  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
4713  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
4714  */
4715 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
4716                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
4717                             int value_regno, bool strict_alignment_once)
4718 {
4719         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4720         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
4721         struct bpf_func_state *state;
4722         int size, err = 0;
4723
4724         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
4725         if (size < 0)
4726                 return size;
4727
4728         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
4729         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
4730         if (err)
4731                 return err;
4732
4733         /* for access checks, reg->off is just part of off */
4734         off += reg->off;
4735
4736         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
4737                 if (t == BPF_WRITE) {
4738                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
4739                         return -EACCES;
4740                 }
4741
4742                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4743                                               reg->map_ptr->key_size, false);
4744                 if (err)
4745                         return err;
4746                 if (value_regno >= 0)
4747                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4748         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
4749                 struct bpf_map_value_off_desc *kptr_off_desc = NULL;
4750
4751                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4752                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4753                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
4754                         return -EACCES;
4755                 }
4756                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
4757                 if (err)
4758                         return err;
4759                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
4760                 if (err)
4761                         return err;
4762                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
4763                         kptr_off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(reg->map_ptr,
4764                                                                   off + reg->var_off.value);
4765                 if (kptr_off_desc) {
4766                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx,
4767                                                     kptr_off_desc);
4768                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4769                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
4770
4771                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
4772                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
4773                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
4774                             map->ops->map_direct_value_addr) {
4775                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
4776                                 u64 val = 0;
4777
4778                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
4779                                                           &val);
4780                                 if (err)
4781                                         return err;
4782
4783                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
4784                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
4785                         } else {
4786                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4787                         }
4788                 }
4789         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
4790                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4791
4792                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
4793                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4794                                 reg_type_str(env, reg->type));
4795                         return -EACCES;
4796                 }
4797
4798                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
4799                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4800                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4801                         return -EACCES;
4802                 }
4803
4804                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4805                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4806                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
4807                         return -EACCES;
4808                 }
4809
4810                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
4811                                               reg->mem_size, false);
4812                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
4813                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4814         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
4815                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
4816                 struct btf *btf = NULL;
4817                 u32 btf_id = 0;
4818
4819                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4820                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4821                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
4822                         return -EACCES;
4823                 }
4824
4825                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
4826                 if (err < 0)
4827                         return err;
4828
4829                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
4830                                        &btf_id);
4831                 if (err)
4832                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4833                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
4834                         /* ctx access returns either a scalar, or a
4835                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
4836                          * case, we know the offset is zero.
4837                          */
4838                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
4839                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4840                         } else {
4841                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
4842                                                     value_regno);
4843                                 if (type_may_be_null(reg_type))
4844                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
4845                                 /* A load of ctx field could have different
4846                                  * actual load size with the one encoded in the
4847                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
4848                                  * a sub-register.
4849                                  */
4850                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
4851                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
4852                                         regs[value_regno].btf = btf;
4853                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
4854                                 }
4855                         }
4856                         regs[value_regno].type = reg_type;
4857                 }
4858
4859         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
4860                 /* Basic bounds checks. */
4861                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
4862                 if (err)
4863                         return err;
4864
4865                 state = func(env, reg);
4866                 err = update_stack_depth(env, state, off);
4867                 if (err)
4868                         return err;
4869
4870                 if (t == BPF_READ)
4871                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
4872                                                value_regno);
4873                 else
4874                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
4875                                                 value_regno, insn_idx);
4876         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
4877                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
4878                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
4879                         return -EACCES;
4880                 }
4881                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4882                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4883                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
4884                                 value_regno);
4885                         return -EACCES;
4886                 }
4887                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
4888                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4889                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4890         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
4891                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
4892                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
4893                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
4894                                 value_regno);
4895                         return -EACCES;
4896                 }
4897
4898                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
4899                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4900                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4901         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
4902                 if (t == BPF_WRITE) {
4903                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4904                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
4905                         return -EACCES;
4906                 }
4907                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
4908                 if (!err && value_regno >= 0)
4909                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4910         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
4911                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
4912                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
4913                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4914         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
4915                    !type_may_be_null(reg->type)) {
4916                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
4917                                               value_regno);
4918         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
4919                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
4920                                               value_regno);
4921         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
4922                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
4923                 u32 *max_access;
4924
4925                 if (rdonly_mem) {
4926                         if (t == BPF_WRITE) {
4927                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
4928                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
4929                                 return -EACCES;
4930                         }
4931                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
4932                 } else {
4933                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
4934                 }
4935
4936                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
4937                                           max_access);
4938
4939                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
4940                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
4941         } else {
4942                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
4943                         reg_type_str(env, reg->type));
4944                 return -EACCES;
4945         }
4946
4947         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
4948             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
4949                 /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
4950                 coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
4951         }
4952         return err;
4953 }
4954
4955 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
4956 {
4957         int load_reg;
4958         int err;
4959
4960         switch (insn->imm) {
4961         case BPF_ADD:
4962         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
4963         case BPF_AND:
4964         case BPF_AND | BPF_FETCH:
4965         case BPF_OR:
4966         case BPF_OR | BPF_FETCH:
4967         case BPF_XOR:
4968         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
4969         case BPF_XCHG:
4970         case BPF_CMPXCHG:
4971                 break;
4972         default:
4973                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
4974                 return -EINVAL;
4975         }
4976
4977         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
4978                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
4979                 return -EINVAL;
4980         }
4981
4982         /* check src1 operand */
4983         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
4984         if (err)
4985                 return err;
4986
4987         /* check src2 operand */
4988         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
4989         if (err)
4990                 return err;
4991
4992         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
4993                 /* Check comparison of R0 with memory location */
4994                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
4995
4996                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
4997                 if (err)
4998                         return err;
4999
5000                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
5001                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
5002                         return -EACCES;
5003                 }
5004         }
5005
5006         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
5007                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
5008                 return -EACCES;
5009         }
5010
5011         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
5012             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
5013             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
5014             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
5015                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
5016                         insn->dst_reg,
5017                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
5018                 return -EACCES;
5019         }
5020
5021         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
5022                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
5023                         load_reg = BPF_REG_0;
5024                 else
5025                         load_reg = insn->src_reg;
5026
5027                 /* check and record load of old value */
5028                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
5029                 if (err)
5030                         return err;
5031         } else {
5032                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
5033                  * actually load it into a register.
5034                  */
5035                 load_reg = -1;
5036         }
5037
5038         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
5039          * case to simulate the register fill.
5040          */
5041         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5042                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true);
5043         if (!err && load_reg >= 0)
5044                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5045                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
5046                                        true);
5047         if (err)
5048                 return err;
5049
5050         /* Check whether we can write into the same memory. */
5051         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
5052                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true);
5053         if (err)
5054                 return err;
5055
5056         return 0;
5057 }
5058
5059 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
5060  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
5061  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
5062  *
5063  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
5064  *
5065  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
5066  * read offsets are marked as read.
5067  */
5068 static int check_stack_range_initialized(
5069                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
5070                 int access_size, bool zero_size_allowed,
5071                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
5072 {
5073         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5074         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5075         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
5076         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
5077         enum bpf_access_type bounds_check_type;
5078         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
5079          * read-only.
5080          */
5081         bool clobber = false;
5082
5083         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
5084                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
5085                 return -EACCES;
5086         }
5087
5088         if (type == ACCESS_HELPER) {
5089                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
5090                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
5091                  * checks below.
5092                  */
5093                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
5094                 clobber = true;
5095         } else {
5096                 bounds_check_type = BPF_READ;
5097         }
5098         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
5099                                                type, bounds_check_type);
5100         if (err)
5101                 return err;
5102
5103
5104         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5105                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
5106         } else {
5107                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
5108                  * simplicity since it requires corresponding support in
5109                  * Spectre masking for stack ALU.
5110                  * See also retrieve_ptr_limit().
5111                  */
5112                 if (!env->bypass_spec_v1) {
5113                         char tn_buf[48];
5114
5115                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5116                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
5117                                 regno, err_extra, tn_buf);
5118                         return -EACCES;
5119                 }
5120                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
5121                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
5122                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
5123                  * helper return since specific bounds are unknown what may
5124                  * cause uninitialized stack leaking.
5125                  */
5126                 if (meta && meta->raw_mode)
5127                         meta = NULL;
5128
5129                 min_off = reg->smin_value + off;
5130                 max_off = reg->smax_value + off;
5131         }
5132
5133         if (meta && meta->raw_mode) {
5134                 meta->access_size = access_size;
5135                 meta->regno = regno;
5136                 return 0;
5137         }
5138
5139         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
5140                 u8 *stype;
5141
5142                 slot = -i - 1;
5143                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
5144                 if (state->allocated_stack <= slot)
5145                         goto err;
5146                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
5147                 if (*stype == STACK_MISC)
5148                         goto mark;
5149                 if (*stype == STACK_ZERO) {
5150                         if (clobber) {
5151                                 /* helper can write anything into the stack */
5152                                 *stype = STACK_MISC;
5153                         }
5154                         goto mark;
5155                 }
5156
5157                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5158                     base_type(state->stack[spi].spilled_ptr.type) == PTR_TO_BTF_ID)
5159                         goto mark;
5160
5161                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
5162                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
5163                      env->allow_ptr_leaks)) {
5164                         if (clobber) {
5165                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
5166                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
5167                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
5168                         }
5169                         goto mark;
5170                 }
5171
5172 err:
5173                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5174                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
5175                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
5176                 } else {
5177                         char tn_buf[48];
5178
5179                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5180                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
5181                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
5182                 }
5183                 return -EACCES;
5184 mark:
5185                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
5186                  * the whole slot to be marked as 'read'
5187                  */
5188                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
5189                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
5190                               REG_LIVE_READ64);
5191         }
5192         return update_stack_depth(env, state, min_off);
5193 }
5194
5195 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5196                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
5197                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
5198 {
5199         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5200         u32 *max_access;
5201
5202         switch (base_type(reg->type)) {
5203         case PTR_TO_PACKET:
5204         case PTR_TO_PACKET_META:
5205                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
5206                                            zero_size_allowed);
5207         case PTR_TO_MAP_KEY:
5208                 if (meta && meta->raw_mode) {
5209                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5210                                 reg_type_str(env, reg->type));
5211                         return -EACCES;
5212                 }
5213                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
5214                                                reg->map_ptr->key_size, false);
5215         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5216                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
5217                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
5218                                           BPF_READ))
5219                         return -EACCES;
5220                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
5221                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
5222         case PTR_TO_MEM:
5223                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5224                         if (meta && meta->raw_mode) {
5225                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5226                                         reg_type_str(env, reg->type));
5227                                 return -EACCES;
5228                         }
5229                 }
5230                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
5231                                                access_size, reg->mem_size,
5232                                                zero_size_allowed);
5233         case PTR_TO_BUF:
5234                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
5235                         if (meta && meta->raw_mode) {
5236                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
5237                                         reg_type_str(env, reg->type));
5238                                 return -EACCES;
5239                         }
5240
5241                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
5242                 } else {
5243                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
5244                 }
5245                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
5246                                            access_size, zero_size_allowed,
5247                                            max_access);
5248         case PTR_TO_STACK:
5249                 return check_stack_range_initialized(
5250                                 env,
5251                                 regno, reg->off, access_size,
5252                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
5253         case PTR_TO_CTX:
5254                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
5255                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
5256                  * can not statically check its size.
5257                  * Dynamically check it now.
5258                  */
5259                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
5260                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
5261                         int offset = access_size - 1;
5262
5263                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
5264                         if (access_size == 0)
5265                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
5266
5267                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
5268                                                 atype, -1, false);
5269                 }
5270
5271                 fallthrough;
5272         default: /* scalar_value or invalid ptr */
5273                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
5274                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
5275                     register_is_null(reg))
5276                         return 0;
5277
5278                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
5279                         reg_type_str(env, reg->type));
5280                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
5281                 return -EACCES;
5282         }
5283 }
5284
5285 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5286                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
5287                               bool zero_size_allowed,
5288                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5289 {
5290         int err;
5291
5292         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
5293          * that enforce this value as an upper bound on return values.
5294          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
5295          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
5296          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
5297          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
5298          * int type and negative retvals are allowed.
5299          */
5300         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
5301
5302         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
5303          * happens using its boundaries.
5304          */
5305         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
5306                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
5307                  * mode so that the program is required to
5308                  * initialize all the memory that the helper could
5309                  * just partially fill up.
5310                  */
5311                 meta = NULL;
5312
5313         if (reg->smin_value < 0) {
5314                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
5315                         regno);
5316                 return -EACCES;
5317         }
5318
5319         if (reg->umin_value == 0) {
5320                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
5321                                               zero_size_allowed,
5322                                               meta);
5323                 if (err)
5324                         return err;
5325         }
5326
5327         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
5328                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
5329                         regno);
5330                 return -EACCES;
5331         }
5332         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
5333                                       reg->umax_value,
5334                                       zero_size_allowed, meta);
5335         if (!err)
5336                 err = mark_chain_precision(env, regno);
5337         return err;
5338 }
5339
5340 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5341                    u32 regno, u32 mem_size)
5342 {
5343         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
5344         struct bpf_reg_state saved_reg;
5345         struct bpf_call_arg_meta meta;
5346         int err;
5347
5348         if (register_is_null(reg))
5349                 return 0;
5350
5351         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5352         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
5353          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
5354          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
5355          */
5356         if (may_be_null) {
5357                 saved_reg = *reg;
5358                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
5359         }
5360
5361         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5362         /* Check access for BPF_WRITE */
5363         meta.raw_mode = true;
5364         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
5365
5366         if (may_be_null)
5367                 *reg = saved_reg;
5368
5369         return err;
5370 }
5371
5372 int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
5373                              u32 regno)
5374 {
5375         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
5376         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
5377         struct bpf_reg_state saved_reg;
5378         struct bpf_call_arg_meta meta;
5379         int err;
5380
5381         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
5382
5383         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
5384
5385         if (may_be_null) {
5386                 saved_reg = *mem_reg;
5387                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
5388         }
5389
5390         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5391         /* Check access for BPF_WRITE */
5392         meta.raw_mode = true;
5393         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
5394
5395         if (may_be_null)
5396                 *mem_reg = saved_reg;
5397         return err;
5398 }
5399
5400 /* Implementation details:
5401  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL
5402  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
5403  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE the verifier clears reg->id after
5404  * value_or_null->value transition, since the verifier only cares about
5405  * the range of access to valid map value pointer and doesn't care about actual
5406  * address of the map element.
5407  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
5408  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
5409  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
5410  * point to different bpf_spin_locks.
5411  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
5412  * dead-locks.
5413  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
5414  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
5415  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
5416  * cur_state->active_spin_lock remembers which map value element got locked
5417  * and clears it after bpf_spin_unlock.
5418  */
5419 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5420                              bool is_lock)
5421 {
5422         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5423         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
5424         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5425         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5426         u64 val = reg->var_off.value;
5427
5428         if (!is_const) {
5429                 verbose(env,
5430                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
5431                         regno);
5432                 return -EINVAL;
5433         }
5434         if (!map->btf) {
5435                 verbose(env,
5436                         "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
5437                         map->name);
5438                 return -EINVAL;
5439         }
5440         if (!map_value_has_spin_lock(map)) {
5441                 if (map->spin_lock_off == -E2BIG)
5442                         verbose(env,
5443                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_spin_lock'\n",
5444                                 map->name);
5445                 else if (map->spin_lock_off == -ENOENT)
5446                         verbose(env,
5447                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_spin_lock'\n",
5448                                 map->name);
5449                 else
5450                         verbose(env,
5451                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_spin_lock is mangled\n",
5452                                 map->name);
5453                 return -EINVAL;
5454         }
5455         if (map->spin_lock_off != val + reg->off) {
5456                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock'\n",
5457                         val + reg->off);
5458                 return -EINVAL;
5459         }
5460         if (is_lock) {
5461                 if (cur->active_spin_lock) {
5462                         verbose(env,
5463                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
5464                         return -EINVAL;
5465                 }
5466                 cur->active_spin_lock = reg->id;
5467         } else {
5468                 if (!cur->active_spin_lock) {
5469                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
5470                         return -EINVAL;
5471                 }
5472                 if (cur->active_spin_lock != reg->id) {
5473                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
5474                         return -EINVAL;
5475                 }
5476                 cur->active_spin_lock = 0;
5477         }
5478         return 0;
5479 }
5480
5481 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5482                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
5483 {
5484         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5485         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
5486         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5487         u64 val = reg->var_off.value;
5488
5489         if (!is_const) {
5490                 verbose(env,
5491                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
5492                         regno);
5493                 return -EINVAL;
5494         }
5495         if (!map->btf) {
5496                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
5497                         map->name);
5498                 return -EINVAL;
5499         }
5500         if (!map_value_has_timer(map)) {
5501                 if (map->timer_off == -E2BIG)
5502                         verbose(env,
5503                                 "map '%s' has more than one 'struct bpf_timer'\n",
5504                                 map->name);
5505                 else if (map->timer_off == -ENOENT)
5506                         verbose(env,
5507                                 "map '%s' doesn't have 'struct bpf_timer'\n",
5508                                 map->name);
5509                 else
5510                         verbose(env,
5511                                 "map '%s' is not a struct type or bpf_timer is mangled\n",
5512                                 map->name);
5513                 return -EINVAL;
5514         }
5515         if (map->timer_off != val + reg->off) {
5516                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
5517                         val + reg->off, map->timer_off);
5518                 return -EINVAL;
5519         }
5520         if (meta->map_ptr) {
5521                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
5522                 return -EFAULT;
5523         }
5524         meta->map_uid = reg->map_uid;
5525         meta->map_ptr = map;
5526         return 0;
5527 }
5528
5529 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
5530                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
5531 {
5532         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5533         struct bpf_map_value_off_desc *off_desc;
5534         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
5535         u32 kptr_off;
5536         int ret;
5537
5538         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5539                 verbose(env,
5540                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
5541                         regno);
5542                 return -EINVAL;
5543         }
5544         if (!map_ptr->btf) {
5545                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
5546                         map_ptr->name);
5547                 return -EINVAL;
5548         }
5549         if (!map_value_has_kptrs(map_ptr)) {
5550                 ret = PTR_ERR_OR_ZERO(map_ptr->kptr_off_tab);
5551                 if (ret == -E2BIG)
5552                         verbose(env, "map '%s' has more than %d kptr\n", map_ptr->name,
5553                                 BPF_MAP_VALUE_OFF_MAX);
5554                 else if (ret == -EEXIST)
5555                         verbose(env, "map '%s' has repeating kptr BTF tags\n", map_ptr->name);
5556                 else
5557                         verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
5558                 return -EINVAL;
5559         }
5560
5561         meta->map_ptr = map_ptr;
5562         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
5563         off_desc = bpf_map_kptr_off_contains(map_ptr, kptr_off);
5564         if (!off_desc) {
5565                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
5566                 return -EACCES;
5567         }
5568         if (off_desc->type != BPF_KPTR_REF) {
5569                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
5570                 return -EACCES;
5571         }
5572         meta->kptr_off_desc = off_desc;
5573         return 0;
5574 }
5575
5576 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
5577 {
5578         return type == ARG_CONST_SIZE ||
5579                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
5580 }
5581
5582 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
5583 {
5584         return type & OBJ_RELEASE;
5585 }
5586
5587 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
5588 {
5589         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
5590 }
5591
5592 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
5593 {
5594         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
5595                 return sizeof(u32);
5596         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
5597                 return sizeof(u64);
5598
5599         return -EINVAL;
5600 }
5601
5602 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
5603                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5604                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
5605 {
5606         if (!meta->map_ptr) {
5607                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
5608                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
5609                 return -EACCES;
5610         }
5611
5612         switch (meta->map_ptr->map_type) {
5613         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
5614         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
5615                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5616                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
5617                 } else {
5618                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
5619                         return -EINVAL;
5620                 }
5621                 break;
5622         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
5623                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
5624                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
5625                 break;
5626         default:
5627                 break;
5628         }
5629         return 0;
5630 }
5631
5632 struct bpf_reg_types {
5633         const enum bpf_reg_type types[10];
5634         u32 *btf_id;
5635 };
5636
5637 static const struct bpf_reg_types map_key_value_types = {
5638         .types = {
5639                 PTR_TO_STACK,
5640                 PTR_TO_PACKET,
5641                 PTR_TO_PACKET_META,
5642                 PTR_TO_MAP_KEY,
5643                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5644         },
5645 };
5646
5647 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
5648         .types = {
5649                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5650                 PTR_TO_SOCKET,
5651                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5652                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5653         },
5654 };
5655
5656 #ifdef CONFIG_NET
5657 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
5658         .types = {
5659                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
5660                 PTR_TO_SOCKET,
5661                 PTR_TO_TCP_SOCK,
5662                 PTR_TO_XDP_SOCK,
5663                 PTR_TO_BTF_ID,
5664         },
5665         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5666 };
5667 #endif
5668
5669 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
5670         .types = {
5671                 PTR_TO_STACK,
5672                 PTR_TO_PACKET,
5673                 PTR_TO_PACKET_META,
5674                 PTR_TO_MAP_KEY,
5675                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5676                 PTR_TO_MEM,
5677                 PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC,
5678                 PTR_TO_BUF,
5679         },
5680 };
5681
5682 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
5683         .types = {
5684                 PTR_TO_STACK,
5685                 PTR_TO_PACKET,
5686                 PTR_TO_PACKET_META,
5687                 PTR_TO_MAP_KEY,
5688                 PTR_TO_MAP_VALUE,
5689         },
5690 };
5691
5692 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
5693 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
5694 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
5695 static const struct bpf_reg_types alloc_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC } };
5696 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
5697 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID } };
5698 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5699 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = { .types = { PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU } };
5700 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
5701 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
5702 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5703 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5704 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
5705 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
5706         .types = {
5707                 PTR_TO_STACK,
5708                 PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL,
5709         }
5710 };
5711
5712 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
5713         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &map_key_value_types,
5714         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &map_key_value_types,
5715         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
5716         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
5717         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
5718         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
5719         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
5720         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
5721 #ifdef CONFIG_NET
5722         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
5723 #endif
5724         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
5725         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
5726         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
5727         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
5728         [ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM]          = &alloc_mem_types,
5729         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
5730         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
5731         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
5732         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
5733         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
5734         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
5735         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
5736         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
5737         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
5738 };
5739
5740 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5741                           enum bpf_arg_type arg_type,
5742                           const u32 *arg_btf_id,
5743                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
5744 {
5745         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5746         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
5747         const struct bpf_reg_types *compatible;
5748         int i, j;
5749
5750         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
5751         if (!compatible) {
5752                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
5753                 return -EFAULT;
5754         }
5755
5756         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
5757          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
5758          *
5759          * Same for MAYBE_NULL:
5760          *
5761          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
5762          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
5763          *
5764          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
5765          */
5766         if (arg_type & MEM_RDONLY)
5767                 type &= ~MEM_RDONLY;
5768         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
5769                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
5770
5771         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
5772                 expected = compatible->types[i];
5773                 if (expected == NOT_INIT)
5774                         break;
5775
5776                 if (type == expected)
5777                         goto found;
5778         }
5779
5780         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
5781         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
5782                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5783         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
5784         return -EACCES;
5785
5786 found:
5787         if (reg->type == PTR_TO_BTF_ID) {
5788                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
5789                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
5790                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
5791                  */
5792                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
5793                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
5794
5795                 if (!arg_btf_id) {
5796                         if (!compatible->btf_id) {
5797                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
5798                                 return -EFAULT;
5799                         }
5800                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
5801                 }
5802
5803                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
5804                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_off_desc, reg, regno))
5805                                 return -EACCES;
5806                 } else {
5807                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
5808                                 verbose(env, "verifier internal error:");
5809                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
5810                                         regno);
5811                                 return -EACCES;
5812                         }
5813
5814                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5815                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
5816                                                   strict_type_match)) {
5817                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
5818                                         regno, kernel_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
5819                                         kernel_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
5820                                 return -EACCES;
5821                         }
5822                 }
5823         }
5824
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
5829                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
5830                            enum bpf_arg_type arg_type)
5831 {
5832         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5833         bool fixed_off_ok = false;
5834
5835         switch ((u32)type) {
5836         /* Pointer types where reg offset is explicitly allowed: */
5837         case PTR_TO_STACK:
5838                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && reg->off % BPF_REG_SIZE) {
5839                         verbose(env, "cannot pass in dynptr at an offset\n");
5840                         return -EINVAL;
5841                 }
5842                 fallthrough;
5843         case PTR_TO_PACKET:
5844         case PTR_TO_PACKET_META:
5845         case PTR_TO_MAP_KEY:
5846         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5847         case PTR_TO_MEM:
5848         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
5849         case PTR_TO_MEM | MEM_ALLOC:
5850         case PTR_TO_BUF:
5851         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
5852         case SCALAR_VALUE:
5853                 /* Some of the argument types nevertheless require a
5854                  * zero register offset.
5855                  */
5856                 if (base_type(arg_type) != ARG_PTR_TO_ALLOC_MEM)
5857                         return 0;
5858                 break;
5859         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
5860          * fixed offset.
5861          */
5862         case PTR_TO_BTF_ID:
5863                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
5864                  * it's fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
5865                  * can be non-zero.
5866                  */
5867                 if (arg_type_is_release(arg_type) && reg->off) {
5868                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func\n",
5869                                 regno);
5870                         return -EINVAL;
5871                 }
5872                 /* For arg is release pointer, fixed_off_ok must be false, but
5873                  * we already checked and rejected reg->off != 0 above, so set
5874                  * to true to allow fixed offset for all other cases.
5875                  */
5876                 fixed_off_ok = true;
5877                 break;
5878         default:
5879                 break;
5880         }
5881         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, fixed_off_ok);
5882 }
5883
5884 static u32 stack_slot_get_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
5885 {
5886         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5887         int spi = get_spi(reg->off);
5888
5889         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
5890 }
5891
5892 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
5893                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
5894                           const struct bpf_func_proto *fn)
5895 {
5896         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
5897         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
5898         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
5899         enum bpf_reg_type type = reg->type;
5900         u32 *arg_btf_id = NULL;
5901         int err = 0;
5902
5903         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
5904                 return 0;
5905
5906         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
5907         if (err)
5908                 return err;
5909
5910         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
5911                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
5912                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
5913                                 regno);
5914                         return -EACCES;
5915                 }
5916                 return 0;
5917         }
5918
5919         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
5920             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
5921                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
5922                 return -EACCES;
5923         }
5924
5925         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
5926                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
5927                 if (err)
5928                         return err;
5929         }
5930
5931         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
5932                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
5933                  * type checking.
5934                  */
5935                 goto skip_type_check;
5936
5937         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
5938         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
5939                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
5940
5941         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
5942         if (err)
5943                 return err;
5944
5945         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
5946         if (err)
5947                 return err;
5948
5949 skip_type_check:
5950         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
5951                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
5952                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
5953                         int spi = get_spi(reg->off);
5954
5955                         if (!is_spi_bounds_valid(state, spi, BPF_DYNPTR_NR_SLOTS) ||
5956                             !state->stack[spi].spilled_ptr.id) {
5957                                 verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
5958                                 return -EINVAL;
5959                         }
5960                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
5961                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
5962                                 regno);
5963                         return -EINVAL;
5964                 }
5965                 if (meta->release_regno) {
5966                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
5967                         return -EFAULT;
5968                 }
5969                 meta->release_regno = regno;
5970         }
5971
5972         if (reg->ref_obj_id) {
5973                 if (meta->ref_obj_id) {
5974                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
5975                                 regno, reg->ref_obj_id,
5976                                 meta->ref_obj_id);
5977                         return -EFAULT;
5978                 }
5979                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
5980         }
5981
5982         switch (base_type(arg_type)) {
5983         case ARG_CONST_MAP_PTR:
5984                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
5985                 if (meta->map_ptr) {
5986                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
5987                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
5988                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
5989                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
5990                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
5991                          *     if (timer)
5992                          *         // mismatch would have been allowed
5993                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
5994                          * }
5995                          *
5996                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
5997                          */
5998                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
5999                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
6000                                 verbose(env,
6001                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
6002                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
6003                                 return -EINVAL;
6004                         }
6005                 }
6006                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
6007                 meta->map_uid = reg->map_uid;
6008                 break;
6009         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
6010                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
6011                  * check that [key, key + map->key_size) are within
6012                  * stack limits and initialized
6013                  */
6014                 if (!meta->map_ptr) {
6015                         /* in function declaration map_ptr must come before
6016                          * map_key, so that it's verified and known before
6017                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
6018                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
6019                          */
6020                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
6021                         return -EACCES;
6022                 }
6023                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6024                                               meta->map_ptr->key_size, false,
6025                                               NULL);
6026                 break;
6027         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
6028                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
6029                         return 0;
6030
6031                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
6032                  * check [value, value + map->value_size) validity
6033                  */
6034                 if (!meta->map_ptr) {
6035                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
6036                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
6037                         return -EACCES;
6038                 }
6039                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6040                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
6041                                               meta->map_ptr->value_size, false,
6042                                               meta);
6043                 break;
6044         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
6045                 if (!reg->btf_id) {
6046                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
6047                         return -EACCES;
6048                 }
6049                 meta->ret_btf = reg->btf;
6050                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
6051                 break;
6052         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
6053                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
6054                         if (process_spin_lock(env, regno, true))
6055                                 return -EACCES;
6056                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
6057                         if (process_spin_lock(env, regno, false))
6058                                 return -EACCES;
6059                 } else {
6060                         verbose(env, "verifier internal error\n");
6061                         return -EFAULT;
6062                 }
6063                 break;
6064         case ARG_PTR_TO_TIMER:
6065                 if (process_timer_func(env, regno, meta))
6066                         return -EACCES;
6067                 break;
6068         case ARG_PTR_TO_FUNC:
6069                 meta->subprogno = reg->subprogno;
6070                 break;
6071         case ARG_PTR_TO_MEM:
6072                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
6073                  * next is_mem_size argument below.
6074                  */
6075                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
6076                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
6077                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
6078                                                       fn->arg_size[arg], false,
6079                                                       meta);
6080                 }
6081                 break;
6082         case ARG_CONST_SIZE:
6083                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
6084                 break;
6085         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
6086                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
6087                 break;
6088         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
6089                 /* We only need to check for initialized / uninitialized helper
6090                  * dynptr args if the dynptr is not PTR_TO_DYNPTR, as the
6091                  * assumption is that if it is, that a helper function
6092                  * initialized the dynptr on behalf of the BPF program.
6093                  */
6094                 if (base_type(reg->type) == PTR_TO_DYNPTR)
6095                         break;
6096                 if (arg_type & MEM_UNINIT) {
6097                         if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
6098                                 verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
6099                                 return -EINVAL;
6100                         }
6101
6102                         /* We only support one dynptr being uninitialized at the moment,
6103                          * which is sufficient for the helper functions we have right now.
6104                          */
6105                         if (meta->uninit_dynptr_regno) {
6106                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple uninitialized dynptr args\n");
6107                                 return -EFAULT;
6108                         }
6109
6110                         meta->uninit_dynptr_regno = regno;
6111                 } else if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
6112                         verbose(env,
6113                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
6114                                 arg + 1);
6115                         return -EINVAL;
6116                 } else if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type)) {
6117                         const char *err_extra = "";
6118
6119                         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
6120                         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
6121                                 err_extra = "local";
6122                                 break;
6123                         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
6124                                 err_extra = "ringbuf";
6125                                 break;
6126                         default:
6127                                 err_extra = "<unknown>";
6128                                 break;
6129                         }
6130                         verbose(env,
6131                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
6132                                 err_extra, arg + 1);
6133                         return -EINVAL;
6134                 }
6135                 break;
6136         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
6137                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6138                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
6139                                 regno);
6140                         return -EACCES;
6141                 }
6142                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
6143                 err = mark_chain_precision(env, regno);
6144                 if (err)
6145                         return err;
6146                 break;
6147         case ARG_PTR_TO_INT:
6148         case ARG_PTR_TO_LONG:
6149         {
6150                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
6151
6152                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
6153                 if (err)
6154                         return err;
6155                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
6156                 break;
6157         }
6158         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
6159         {
6160                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6161                 int map_off;
6162                 u64 map_addr;
6163                 char *str_ptr;
6164
6165                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
6166                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
6167                         return -EACCES;
6168                 }
6169
6170                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
6171                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
6172                         return -EACCES;
6173                 }
6174
6175                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
6176                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
6177                         return -EACCES;
6178                 }
6179
6180                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
6181                                        map->value_size - reg->off, false,
6182                                        ACCESS_HELPER);
6183                 if (err)
6184                         return err;
6185
6186                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
6187                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
6188                 if (err) {
6189                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
6190                         return err;
6191                 }
6192
6193                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
6194                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
6195                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
6196                         return -EINVAL;
6197                 }
6198                 break;
6199         }
6200         case ARG_PTR_TO_KPTR:
6201                 if (process_kptr_func(env, regno, meta))
6202                         return -EACCES;
6203                 break;
6204         }
6205
6206         return err;
6207 }
6208
6209 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
6210 {
6211         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
6212         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
6213
6214         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
6215                 return false;
6216
6217         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
6218          * contexts, so updating is safe.
6219          */
6220         switch (type) {
6221         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
6222                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
6223                         return true;
6224                 break;
6225         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
6226         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
6227         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
6228         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
6229         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
6230         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
6231         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
6232                 return true;
6233         default:
6234                 break;
6235         }
6236
6237         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
6238         return false;
6239 }
6240
6241 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
6242 {
6243         return env->prog->jit_requested &&
6244                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
6245 }
6246
6247 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
6248                                         struct bpf_map *map, int func_id)
6249 {
6250         if (!map)
6251                 return 0;
6252
6253         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
6254         switch (map->map_type) {
6255         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
6256                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
6257                         goto error;
6258                 break;
6259         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
6260                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
6261                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
6262                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
6263                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
6264                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
6265                         goto error;
6266                 break;
6267         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
6268                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
6269                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
6270                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
6271                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
6272                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
6273                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
6274                         goto error;
6275                 break;
6276         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
6277                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
6278                         goto error;
6279                 break;
6280         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
6281                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
6282                         goto error;
6283                 break;
6284         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
6285                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
6286                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
6287                         goto error;
6288                 break;
6289         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
6290         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
6291                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
6292                         goto error;
6293                 break;
6294         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
6295         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
6296                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6297                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6298                         goto error;
6299                 break;
6300         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
6301          * appear.
6302          */
6303         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
6304                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
6305                         goto error;
6306                 break;
6307         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
6308                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
6309                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6310                         goto error;
6311                 break;
6312         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
6313         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
6314                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
6315                         goto error;
6316                 break;
6317         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
6318                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
6319                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
6320                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6321                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
6322                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6323                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6324                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6325                         goto error;
6326                 break;
6327         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
6328                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
6329                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
6330                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
6331                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
6332                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
6333                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
6334                     !may_update_sockmap(env, func_id))
6335                         goto error;
6336                 break;
6337         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
6338                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
6339                         goto error;
6340                 break;
6341         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
6342         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
6343                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6344                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
6345                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6346                         goto error;
6347                 break;
6348         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
6349                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
6350                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete)
6351                         goto error;
6352                 break;
6353         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
6354                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
6355                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete)
6356                         goto error;
6357                 break;
6358         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
6359                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
6360                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete)
6361                         goto error;
6362                 break;
6363         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
6364                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
6365                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
6366                         goto error;
6367                 break;
6368         default:
6369                 break;
6370         }
6371
6372         /* ... and second from the function itself. */
6373         switch (func_id) {
6374         case BPF_FUNC_tail_call:
6375                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
6376                         goto error;
6377                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
6378                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
6379                         return -EINVAL;
6380                 }
6381                 break;
6382         case BPF_FUNC_perf_event_read:
6383         case BPF_FUNC_perf_event_output:
6384         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
6385         case BPF_FUNC_skb_output:
6386         case BPF_FUNC_xdp_output:
6387                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
6388                         goto error;
6389                 break;
6390         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
6391         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
6392         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
6393         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
6394         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
6395         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
6396                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
6397                         goto error;
6398                 break;
6399         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
6400                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
6401                         goto error;
6402                 break;
6403         case BPF_FUNC_get_stackid:
6404                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
6405                         goto error;
6406                 break;
6407         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
6408         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
6409                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
6410                         goto error;
6411                 break;
6412         case BPF_FUNC_redirect_map:
6413                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
6414                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
6415                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
6416                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
6417                         goto error;
6418                 break;
6419         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
6420         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
6421         case BPF_FUNC_sock_map_update:
6422                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
6423                         goto error;
6424                 break;
6425         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
6426         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
6427         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
6428                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6429                         goto error;
6430                 break;
6431         case BPF_FUNC_get_local_storage:
6432                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
6433                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
6434                         goto error;
6435                 break;
6436         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
6437                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
6438                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
6439                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
6440                         goto error;
6441                 break;
6442         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
6443                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6444                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
6445                         goto error;
6446                 break;
6447         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
6448         case BPF_FUNC_map_push_elem:
6449                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
6450                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
6451                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
6452                         goto error;
6453                 break;
6454         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
6455                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
6456                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
6457                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
6458                         goto error;
6459                 break;
6460         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
6461         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
6462                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
6463                         goto error;
6464                 break;
6465         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
6466         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
6467                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
6468                         goto error;
6469                 break;
6470         case BPF_FUNC_task_storage_get:
6471         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
6472                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
6473                         goto error;
6474                 break;
6475         default:
6476                 break;
6477         }
6478
6479         return 0;
6480 error:
6481         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
6482                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
6483         return -EINVAL;
6484 }
6485
6486 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6487 {
6488         int count = 0;
6489
6490         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6491                 count++;
6492         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6493                 count++;
6494         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6495                 count++;
6496         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6497                 count++;
6498         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
6499                 count++;
6500
6501         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
6502          * which is sufficient for the helper functions we have
6503          * right now.
6504          */
6505         return count <= 1;
6506 }
6507
6508 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
6509 {
6510         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
6511         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
6512         bool is_next_size = false;
6513
6514         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
6515                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
6516
6517         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
6518                 return is_next_size;
6519
6520         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
6521 }
6522
6523 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6524 {
6525         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
6526          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
6527          * to be paired, so make sure there's no buggy
6528          * helper function specification.
6529          */
6530         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
6531             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
6532             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
6533             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
6534             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
6535             check_args_pair_invalid(fn, 4))
6536                 return false;
6537
6538         return true;
6539 }
6540
6541 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
6542 {
6543         int i;
6544
6545         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
6546                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID && !fn->arg_btf_id[i])
6547                         return false;
6548
6549                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
6550                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
6551                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
6552                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
6553                         return false;
6554         }
6555
6556         return true;
6557 }
6558
6559 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
6560 {
6561         return check_raw_mode_ok(fn) &&
6562                check_arg_pair_ok(fn) &&
6563                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
6564 }
6565
6566 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
6567  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
6568  */
6569 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
6570 {
6571         struct bpf_func_state *state;
6572         struct bpf_reg_state *reg;
6573
6574         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6575                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg))
6576                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6577         }));
6578 }
6579
6580 enum {
6581         AT_PKT_END = -1,
6582         BEYOND_PKT_END = -2,
6583 };
6584
6585 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
6586 {
6587         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
6588         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
6589
6590         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
6591                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
6592                 return;
6593
6594         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
6595          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
6596          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
6597          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
6598          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
6599          */
6600         if (range_open)
6601                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
6602         else
6603                 reg->range = AT_PKT_END;
6604 }
6605
6606 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
6607  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
6608  */
6609 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
6610                              int ref_obj_id)
6611 {
6612         struct bpf_func_state *state;
6613         struct bpf_reg_state *reg;
6614         int err;
6615
6616         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
6617         if (err)
6618                 return err;
6619
6620         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
6621                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
6622                         __mark_reg_unknown(env, reg);
6623         }));
6624
6625         return 0;
6626 }
6627
6628 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
6629                                     struct bpf_reg_state *regs)
6630 {
6631         int i;
6632
6633         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
6634         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
6635                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
6636                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
6637         }
6638 }
6639
6640 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
6641                                    struct bpf_func_state *caller,
6642                                    struct bpf_func_state *callee,
6643                                    int insn_idx);
6644
6645 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6646                              int *insn_idx, int subprog,
6647                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
6648 {
6649         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6650         struct bpf_func_info_aux *func_info_aux;
6651         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6652         int err;
6653         bool is_global = false;
6654
6655         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
6656                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
6657                         state->curframe + 2);
6658                 return -E2BIG;
6659         }
6660
6661         caller = state->frame[state->curframe];
6662         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
6663                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
6664                         state->curframe + 1);
6665                 return -EFAULT;
6666         }
6667
6668         func_info_aux = env->prog->aux->func_info_aux;
6669         if (func_info_aux)
6670                 is_global = func_info_aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
6671         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
6672         if (err == -EFAULT)
6673                 return err;
6674         if (is_global) {
6675                 if (err) {
6676                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
6677                                 subprog);
6678                         return err;
6679                 } else {
6680                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
6681                                 verbose(env,
6682                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
6683                                         subprog);
6684                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6685
6686                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
6687                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6688                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6689
6690                         /* continue with next insn after call */
6691                         return 0;
6692                 }
6693         }
6694
6695         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
6696             insn->src_reg == 0 &&
6697             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
6698                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
6699
6700                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
6701                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
6702                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
6703                                          *insn_idx, subprog);
6704                 if (!async_cb)
6705                         return -EFAULT;
6706                 callee = async_cb->frame[0];
6707                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
6708
6709                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
6710                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6711                 if (err)
6712                         return err;
6713
6714                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6715                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
6716                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6717                 /* continue with next insn after call */
6718                 return 0;
6719         }
6720
6721         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
6722         if (!callee)
6723                 return -ENOMEM;
6724         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
6725
6726         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
6727          * into its own stack before reading from it.
6728          * callee can read/write into caller's stack
6729          */
6730         init_func_state(env, callee,
6731                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
6732                         *insn_idx /* callsite */,
6733                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
6734                         subprog /* subprog number within this prog */);
6735
6736         /* Transfer references to the callee */
6737         err = copy_reference_state(callee, caller);
6738         if (err)
6739                 return err;
6740
6741         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
6742         if (err)
6743                 return err;
6744
6745         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
6746
6747         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
6748         state->curframe++;
6749
6750         /* and go analyze first insn of the callee */
6751         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
6752
6753         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
6754                 verbose(env, "caller:\n");
6755                 print_verifier_state(env, caller, true);
6756                 verbose(env, "callee:\n");
6757                 print_verifier_state(env, callee, true);
6758         }
6759         return 0;
6760 }
6761
6762 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
6763                                    struct bpf_func_state *caller,
6764                                    struct bpf_func_state *callee)
6765 {
6766         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
6767          *      void *callback_ctx, u64 flags);
6768          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
6769          *      void *callback_ctx);
6770          */
6771         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6772
6773         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6774         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6775         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6776
6777         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6778         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6779         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6780
6781         /* pointer to stack or null */
6782         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
6783
6784         /* unused */
6785         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6786         return 0;
6787 }
6788
6789 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
6790                             struct bpf_func_state *caller,
6791                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
6792 {
6793         int i;
6794
6795         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
6796          * pointers, which connects us up to the liveness chain
6797          */
6798         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
6799                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
6800         return 0;
6801 }
6802
6803 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
6804                            int *insn_idx)
6805 {
6806         int subprog, target_insn;
6807
6808         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
6809         subprog = find_subprog(env, target_insn);
6810         if (subprog < 0) {
6811                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
6812                         target_insn);
6813                 return -EFAULT;
6814         }
6815
6816         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
6817 }
6818
6819 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6820                                        struct bpf_func_state *caller,
6821                                        struct bpf_func_state *callee,
6822                                        int insn_idx)
6823 {
6824         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
6825         struct bpf_map *map;
6826         int err;
6827
6828         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
6829                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
6830                 return -EINVAL;
6831         }
6832
6833         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
6834         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
6835             !map->ops->map_for_each_callback) {
6836                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
6837                 return -ENOTSUPP;
6838         }
6839
6840         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
6841         if (err)
6842                 return err;
6843
6844         callee->in_callback_fn = true;
6845         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6846         return 0;
6847 }
6848
6849 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6850                                    struct bpf_func_state *caller,
6851                                    struct bpf_func_state *callee,
6852                                    int insn_idx)
6853 {
6854         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
6855          *          u64 flags);
6856          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
6857          */
6858         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
6859         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6860
6861         /* unused */
6862         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6863         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6864         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6865
6866         callee->in_callback_fn = true;
6867         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6868         return 0;
6869 }
6870
6871 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6872                                     struct bpf_func_state *caller,
6873                                     struct bpf_func_state *callee,
6874                                     int insn_idx)
6875 {
6876         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
6877
6878         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
6879          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
6880          */
6881         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
6882         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6883         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
6884
6885         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
6886         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6887         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
6888
6889         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
6890         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
6891         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
6892
6893         /* unused */
6894         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6895         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6896         callee->in_async_callback_fn = true;
6897         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6898         return 0;
6899 }
6900
6901 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6902                                        struct bpf_func_state *caller,
6903                                        struct bpf_func_state *callee,
6904                                        int insn_idx)
6905 {
6906         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
6907          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
6908          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
6909          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
6910          */
6911         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
6912
6913         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
6914         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
6915         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
6916         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
6917
6918         /* pointer to stack or null */
6919         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
6920
6921         /* unused */
6922         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6923         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6924         callee->in_callback_fn = true;
6925         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6926         return 0;
6927 }
6928
6929 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
6930                                            struct bpf_func_state *caller,
6931                                            struct bpf_func_state *callee,
6932                                            int insn_idx)
6933 {
6934         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
6935          *                        callback_ctx, u64 flags);
6936          * callback_fn(struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
6937          */
6938         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
6939         callee->regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_LOCAL;
6940         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
6941         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
6942
6943         /* unused */
6944         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
6945         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
6946         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
6947
6948         callee->in_callback_fn = true;
6949         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
6950         return 0;
6951 }
6952
6953 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
6954 {
6955         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
6956         struct bpf_func_state *caller, *callee;
6957         struct bpf_reg_state *r0;
6958         int err;
6959
6960         callee = state->frame[state->curframe];
6961         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
6962         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
6963                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
6964                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
6965                  * since these pointers are valid. Only current stack
6966                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
6967                  * but let's be conservative
6968                  */
6969                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
6970                 return -EINVAL;
6971         }
6972
6973         state->curframe--;
6974         caller = state->frame[state->curframe];
6975         if (callee->in_callback_fn) {
6976                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
6977                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
6978
6979                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
6980                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
6981                         return -EACCES;
6982                 }
6983                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
6984                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
6985                         return -EINVAL;
6986                 }
6987         } else {
6988                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
6989                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
6990         }
6991
6992         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
6993          * reference state at this point, or check_reference_leak would
6994          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
6995          * to copy it back.
6996          */
6997         if (!callee->in_callback_fn) {
6998                 /* Transfer references to the caller */
6999                 err = copy_reference_state(caller, callee);
7000                 if (err)
7001                         return err;
7002         }
7003
7004         *insn_idx = callee->callsite + 1;
7005         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
7006                 verbose(env, "returning from callee:\n");
7007                 print_verifier_state(env, callee, true);
7008                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
7009                 print_verifier_state(env, caller, true);
7010         }
7011         /* clear everything in the callee */
7012         free_func_state(callee);
7013         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
7014         return 0;
7015 }
7016
7017 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
7018                                    int func_id,
7019                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
7020 {
7021         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
7022
7023         if (ret_type != RET_INTEGER ||
7024             (func_id != BPF_FUNC_get_stack &&
7025              func_id != BPF_FUNC_get_task_stack &&
7026              func_id != BPF_FUNC_probe_read_str &&
7027              func_id != BPF_FUNC_probe_read_kernel_str &&
7028              func_id != BPF_FUNC_probe_read_user_str))
7029                 return;
7030
7031         ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
7032         ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
7033         ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
7034         ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
7035         reg_bounds_sync(ret_reg);
7036 }
7037
7038 static int
7039 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7040                 int func_id, int insn_idx)
7041 {
7042         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7043         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7044
7045         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
7046             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
7047             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
7048             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
7049             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
7050             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
7051             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
7052             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
7053             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
7054             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
7055                 return 0;
7056
7057         if (map == NULL) {
7058                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7059                 return -EINVAL;
7060         }
7061
7062         /* In case of read-only, some additional restrictions
7063          * need to be applied in order to prevent altering the
7064          * state of the map from program side.
7065          */
7066         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
7067             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
7068              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
7069              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
7070              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
7071                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
7072                 return -EACCES;
7073         }
7074
7075         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
7076                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
7077                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7078         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
7079                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
7080                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
7081         return 0;
7082 }
7083
7084 static int
7085 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
7086                 int func_id, int insn_idx)
7087 {
7088         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
7089         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
7090         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
7091         u64 val, max;
7092         int err;
7093
7094         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
7095                 return 0;
7096         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
7097                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7098                 return -EINVAL;
7099         }
7100
7101         reg = &regs[BPF_REG_3];
7102         val = reg->var_off.value;
7103         max = map->max_entries;
7104
7105         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
7106                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7107                 return 0;
7108         }
7109
7110         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
7111         if (err)
7112                 return err;
7113         if (bpf_map_key_unseen(aux))
7114                 bpf_map_key_store(aux, val);
7115         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
7116                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
7117                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
7118         return 0;
7119 }
7120
7121 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
7122 {
7123         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
7124         bool refs_lingering = false;
7125         int i;
7126
7127         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
7128                 return 0;
7129
7130         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
7131                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
7132                         continue;
7133                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
7134                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
7135                 refs_lingering = true;
7136         }
7137         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
7138 }
7139
7140 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
7141                                    struct bpf_reg_state *regs)
7142 {
7143         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
7144         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
7145         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
7146         int err, fmt_map_off, num_args;
7147         u64 fmt_addr;
7148         char *fmt;
7149
7150         /* data must be an array of u64 */
7151         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
7152                 return -EINVAL;
7153         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
7154
7155         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
7156          * and map_direct_value_addr is set.
7157          */
7158         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
7159         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
7160                                                   fmt_map_off);
7161         if (err) {
7162                 verbose(env, "verifier bug\n");
7163                 return -EFAULT;
7164         }
7165         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
7166
7167         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
7168          * can focus on validating the format specifiers.
7169          */
7170         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, NULL, num_args);
7171         if (err < 0)
7172                 verbose(env, "Invalid format string\n");
7173
7174         return err;
7175 }
7176
7177 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
7178 {
7179         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
7180         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
7181
7182         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
7183                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
7184                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
7185                                 func_id_name(func_id), func_id);
7186                         return -ENOTSUPP;
7187                 }
7188                 return 0;
7189         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
7190                 return 0;
7191         }
7192
7193         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
7194                 func_id_name(func_id), func_id, type);
7195         return -ENOTSUPP;
7196 }
7197
7198 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
7199 {
7200         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
7201 }
7202
7203 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
7204 {
7205         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7206         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
7207         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
7208
7209         if (reg_is_null)
7210                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
7211
7212         return reg_is_null;
7213 }
7214
7215 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
7216 {
7217         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
7218
7219         if (!state->initialized) {
7220                 state->initialized = 1;
7221                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
7222                 state->callback_subprogno = subprogno;
7223                 return;
7224         }
7225
7226         if (!state->fit_for_inline)
7227                 return;
7228
7229         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
7230                                  state->callback_subprogno == subprogno);
7231 }
7232
7233 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7234                              int *insn_idx_p)
7235 {
7236         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
7237         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
7238         enum bpf_return_type ret_type;
7239         enum bpf_type_flag ret_flag;
7240         struct bpf_reg_state *regs;
7241         struct bpf_call_arg_meta meta;
7242         int insn_idx = *insn_idx_p;
7243         bool changes_data;
7244         int i, err, func_id;
7245
7246         /* find function prototype */
7247         func_id = insn->imm;
7248         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
7249                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7250                         func_id);
7251                 return -EINVAL;
7252         }
7253
7254         if (env->ops->get_func_proto)
7255                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
7256         if (!fn) {
7257                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
7258                         func_id);
7259                 return -EINVAL;
7260         }
7261
7262         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
7263         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
7264                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
7265                 return -EINVAL;
7266         }
7267
7268         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
7269                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
7270                 return -EINVAL;
7271         }
7272
7273         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
7274         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
7275         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
7276                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
7277                         func_id_name(func_id), func_id);
7278                 return -EINVAL;
7279         }
7280
7281         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7282         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
7283
7284         err = check_func_proto(fn, func_id);
7285         if (err) {
7286                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
7287                         func_id_name(func_id), func_id);
7288                 return err;
7289         }
7290
7291         meta.func_id = func_id;
7292         /* check args */
7293         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7294                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn);
7295                 if (err)
7296                         return err;
7297         }
7298
7299         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
7300         if (err)
7301                 return err;
7302
7303         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
7304         if (err)
7305                 return err;
7306
7307         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
7308          * is inferred from register state.
7309          */
7310         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
7311                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
7312                                        BPF_WRITE, -1, false);
7313                 if (err)
7314                         return err;
7315         }
7316
7317         regs = cur_regs(env);
7318
7319         if (meta.uninit_dynptr_regno) {
7320                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7321                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7322                         err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.uninit_dynptr_regno,
7323                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false);
7324                         if (err)
7325                                 return err;
7326                 }
7327
7328                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.uninit_dynptr_regno],
7329                                               fn->arg_type[meta.uninit_dynptr_regno - BPF_REG_1],
7330                                               insn_idx);
7331                 if (err)
7332                         return err;
7333         }
7334
7335         if (meta.release_regno) {
7336                 err = -EINVAL;
7337                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1]))
7338                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
7339                 else if (meta.ref_obj_id)
7340                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
7341                 /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
7342                  * released is NULL, which must be > R0.
7343                  */
7344                 else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno]))
7345                         err = 0;
7346                 if (err) {
7347                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
7348                                 func_id_name(func_id), func_id);
7349                         return err;
7350                 }
7351         }
7352
7353         switch (func_id) {
7354         case BPF_FUNC_tail_call:
7355                 err = check_reference_leak(env);
7356                 if (err) {
7357                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
7358                         return err;
7359                 }
7360                 break;
7361         case BPF_FUNC_get_local_storage:
7362                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
7363                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
7364                  */
7365                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
7366                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
7367                         return -EINVAL;
7368                 }
7369                 break;
7370         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
7371                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7372                                         set_map_elem_callback_state);
7373                 break;
7374         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
7375                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7376                                         set_timer_callback_state);
7377                 break;
7378         case BPF_FUNC_find_vma:
7379                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7380                                         set_find_vma_callback_state);
7381                 break;
7382         case BPF_FUNC_snprintf:
7383                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
7384                 break;
7385         case BPF_FUNC_loop:
7386                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
7387                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7388                                         set_loop_callback_state);
7389                 break;
7390         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
7391                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
7392                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
7393                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
7394                         return -EACCES;
7395                 }
7396                 break;
7397         case BPF_FUNC_set_retval:
7398                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
7399                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
7400                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
7401                                 /* Make sure programs that attach to void
7402                                  * hooks don't try to modify return value.
7403                                  */
7404                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
7405                                 return -EINVAL;
7406                         }
7407                 }
7408                 break;
7409         case BPF_FUNC_dynptr_data:
7410                 for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
7411                         if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
7412                                 struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_1 + i];
7413
7414                                 if (meta.ref_obj_id) {
7415                                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
7416                                         return -EFAULT;
7417                                 }
7418
7419                                 if (base_type(reg->type) != PTR_TO_DYNPTR)
7420                                         /* Find the id of the dynptr we're
7421                                          * tracking the reference of
7422                                          */
7423                                         meta.ref_obj_id = stack_slot_get_id(env, reg);
7424                                 break;
7425                         }
7426                 }
7427                 if (i == MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
7428                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr in bpf_dynptr_data()\n");
7429                         return -EFAULT;
7430                 }
7431                 break;
7432         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
7433                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
7434                                         set_user_ringbuf_callback_state);
7435                 break;
7436         }
7437
7438         if (err)
7439                 return err;
7440
7441         /* reset caller saved regs */
7442         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
7443                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7444                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
7445         }
7446
7447         /* helper call returns 64-bit value. */
7448         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
7449
7450         /* update return register (already marked as written above) */
7451         ret_type = fn->ret_type;
7452         ret_flag = type_flag(ret_type);
7453
7454         switch (base_type(ret_type)) {
7455         case RET_INTEGER:
7456                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
7457                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7458                 break;
7459         case RET_VOID:
7460                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
7461                 break;
7462         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
7463                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
7464                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7465                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
7466                  * can check 'value_size' boundary of memory access
7467                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
7468                  */
7469                 if (meta.map_ptr == NULL) {
7470                         verbose(env,
7471                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
7472                         return -EINVAL;
7473                 }
7474                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
7475                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
7476                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
7477                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
7478                     map_value_has_spin_lock(meta.map_ptr)) {
7479                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7480                 }
7481                 break;
7482         case RET_PTR_TO_SOCKET:
7483                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7484                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
7485                 break;
7486         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
7487                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7488                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
7489                 break;
7490         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
7491                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7492                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
7493                 break;
7494         case RET_PTR_TO_ALLOC_MEM:
7495                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7496                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7497                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
7498                 break;
7499         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
7500         {
7501                 const struct btf_type *t;
7502
7503                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7504                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
7505                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
7506                         u32 tsize;
7507                         const struct btf_type *ret;
7508                         const char *tname;
7509
7510                         /* resolve the type size of ksym. */
7511                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
7512                         if (IS_ERR(ret)) {
7513                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
7514                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
7515                                         tname, PTR_ERR(ret));
7516                                 return -EINVAL;
7517                         }
7518                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
7519                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
7520                 } else {
7521                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
7522                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
7523                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
7524                          * check_mem_access().
7525                          */
7526                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
7527
7528                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7529                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
7530                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
7531                 }
7532                 break;
7533         }
7534         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
7535         {
7536                 struct btf *ret_btf;
7537                 int ret_btf_id;
7538
7539                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7540                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
7541                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7542                         ret_btf = meta.kptr_off_desc->kptr.btf;
7543                         ret_btf_id = meta.kptr_off_desc->kptr.btf_id;
7544                 } else {
7545                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7546                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7547                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
7548                                         func_id_name(func_id));
7549                                 return -EINVAL;
7550                         }
7551                         ret_btf = btf_vmlinux;
7552                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
7553                 }
7554                 if (ret_btf_id == 0) {
7555                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
7556                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
7557                                 func_id);
7558                         return -EINVAL;
7559                 }
7560                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
7561                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
7562                 break;
7563         }
7564         default:
7565                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
7566                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
7567                 return -EINVAL;
7568         }
7569
7570         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
7571                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7572
7573         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
7574                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
7575                         func_id_name(func_id), func_id);
7576                 return -EFAULT;
7577         }
7578
7579         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
7580                 /* For release_reference() */
7581                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7582         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
7583                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7584
7585                 if (id < 0)
7586                         return id;
7587                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
7588                 regs[BPF_REG_0].id = id;
7589                 /* For release_reference() */
7590                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7591         }
7592
7593         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
7594
7595         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
7596         if (err)
7597                 return err;
7598
7599         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
7600              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
7601             !env->prog->has_callchain_buf) {
7602                 const char *err_str;
7603
7604 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
7605                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
7606                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
7607 #else
7608                 err = -ENOTSUPP;
7609                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
7610 #endif
7611                 if (err) {
7612                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
7613                         return err;
7614                 }
7615
7616                 env->prog->has_callchain_buf = true;
7617         }
7618
7619         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
7620                 env->prog->call_get_stack = true;
7621
7622         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
7623                 if (check_get_func_ip(env))
7624                         return -ENOTSUPP;
7625                 env->prog->call_get_func_ip = true;
7626         }
7627
7628         if (changes_data)
7629                 clear_all_pkt_pointers(env);
7630         return 0;
7631 }
7632
7633 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
7634  * the BTF func_proto's return value size and argument.
7635  */
7636 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7637                                    size_t reg_size)
7638 {
7639         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
7640
7641         if (regno == BPF_REG_0) {
7642                 /* Function return value */
7643                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
7644                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
7645                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
7646         } else {
7647                 /* Function argument */
7648                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
7649                         mark_insn_zext(env, reg);
7650                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
7651                 } else {
7652                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
7653                 }
7654         }
7655 }
7656
7657 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
7658                             int *insn_idx_p)
7659 {
7660         const struct btf_type *t, *func, *func_proto, *ptr_type;
7661         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
7662         struct bpf_kfunc_arg_meta meta = { 0 };
7663         const char *func_name, *ptr_type_name;
7664         u32 i, nargs, func_id, ptr_type_id;
7665         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
7666         const struct btf_param *args;
7667         struct btf *desc_btf;
7668         u32 *kfunc_flags;
7669         bool acq;
7670
7671         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
7672         if (!insn->imm)
7673                 return 0;
7674
7675         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
7676         if (IS_ERR(desc_btf))
7677                 return PTR_ERR(desc_btf);
7678
7679         func_id = insn->imm;
7680         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
7681         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
7682         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
7683
7684         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, resolve_prog_type(env->prog), func_id);
7685         if (!kfunc_flags) {
7686                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n",
7687                         func_name);
7688                 return -EACCES;
7689         }
7690         if (*kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
7691                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capabilities\n");
7692                 return -EACCES;
7693         }
7694
7695         acq = *kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
7696
7697         meta.flags = *kfunc_flags;
7698
7699         /* Check the arguments */
7700         err = btf_check_kfunc_arg_match(env, desc_btf, func_id, regs, &meta);
7701         if (err < 0)
7702                 return err;
7703         /* In case of release function, we get register number of refcounted
7704          * PTR_TO_BTF_ID back from btf_check_kfunc_arg_match, do the release now
7705          */
7706         if (err) {
7707                 err = release_reference(env, regs[err].ref_obj_id);
7708                 if (err) {
7709                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
7710                                 func_name, func_id);
7711                         return err;
7712                 }
7713         }
7714
7715         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
7716                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
7717
7718         /* Check return type */
7719         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, func_proto->type, NULL);
7720
7721         if (acq && !btf_type_is_struct_ptr(desc_btf, t)) {
7722                 verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
7723                 return -EINVAL;
7724         }
7725
7726         if (btf_type_is_scalar(t)) {
7727                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
7728                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
7729         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
7730                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type,
7731                                                    &ptr_type_id);
7732                 if (!btf_type_is_struct(ptr_type)) {
7733                         if (!meta.r0_size) {
7734                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
7735                                                                    ptr_type->name_off);
7736                                 verbose(env,
7737                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
7738                                         func_name,
7739                                         btf_type_str(ptr_type),
7740                                         ptr_type_name);
7741                                 return -EINVAL;
7742                         }
7743
7744                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7745                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
7746                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
7747
7748                         if (meta.r0_rdonly)
7749                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
7750
7751                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
7752                         if (meta.ref_obj_id)
7753                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
7754                 } else {
7755                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
7756                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
7757                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
7758                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
7759                 }
7760                 if (*kfunc_flags & KF_RET_NULL) {
7761                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
7762                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
7763                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
7764                 }
7765                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
7766                 if (acq) {
7767                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
7768
7769                         if (id < 0)
7770                                 return id;
7771                         regs[BPF_REG_0].id = id;
7772                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
7773                 }
7774         } /* else { add_kfunc_call() ensures it is btf_type_is_void(t) } */
7775
7776         nargs = btf_type_vlen(func_proto);
7777         args = (const struct btf_param *)(func_proto + 1);
7778         for (i = 0; i < nargs; i++) {
7779                 u32 regno = i + 1;
7780
7781                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
7782                 if (btf_type_is_ptr(t))
7783                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
7784                 else
7785                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
7786                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
7787         }
7788
7789         return 0;
7790 }
7791
7792 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
7793 {
7794         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
7795         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
7796
7797         if (b < 0)
7798                 return res > a;
7799         return res < a;
7800 }
7801
7802 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
7803 {
7804         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
7805         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
7806
7807         if (b < 0)
7808                 return res > a;
7809         return res < a;
7810 }
7811
7812 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
7813 {
7814         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
7815         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
7816
7817         if (b < 0)
7818                 return res < a;
7819         return res > a;
7820 }
7821
7822 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
7823 {
7824         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
7825         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
7826
7827         if (b < 0)
7828                 return res < a;
7829         return res > a;
7830 }
7831
7832 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
7833                                   const struct bpf_reg_state *reg,
7834                                   enum bpf_reg_type type)
7835 {
7836         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
7837         s64 val = reg->var_off.value;
7838         s64 smin = reg->smin_value;
7839
7840         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
7841                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
7842                         reg_type_str(env, type), val);
7843                 return false;
7844         }
7845
7846         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7847                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
7848                         reg_type_str(env, type), reg->off);
7849                 return false;
7850         }
7851
7852         if (smin == S64_MIN) {
7853                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
7854                         reg_type_str(env, type));
7855                 return false;
7856         }
7857
7858         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
7859                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
7860                         smin, reg_type_str(env, type));
7861                 return false;
7862         }
7863
7864         return true;
7865 }
7866
7867 enum {
7868         REASON_BOUNDS   = -1,
7869         REASON_TYPE     = -2,
7870         REASON_PATHS    = -3,
7871         REASON_LIMIT    = -4,
7872         REASON_STACK    = -5,
7873 };
7874
7875 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7876                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
7877 {
7878         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
7879
7880         switch (ptr_reg->type) {
7881         case PTR_TO_STACK:
7882                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
7883                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
7884                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
7885                  * currently prohibited for unprivileged.
7886                  */
7887                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
7888                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
7889                 break;
7890         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7891                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
7892                 ptr_limit = (mask_to_left ?
7893                              ptr_reg->smin_value :
7894                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
7895                 break;
7896         default:
7897                 return REASON_TYPE;
7898         }
7899
7900         if (ptr_limit >= max)
7901                 return REASON_LIMIT;
7902         *alu_limit = ptr_limit;
7903         return 0;
7904 }
7905
7906 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
7907                                     const struct bpf_insn *insn)
7908 {
7909         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
7910 }
7911
7912 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
7913                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
7914 {
7915         /* If we arrived here from different branches with different
7916          * state or limits to sanitize, then this won't work.
7917          */
7918         if (aux->alu_state &&
7919             (aux->alu_state != alu_state ||
7920              aux->alu_limit != alu_limit))
7921                 return REASON_PATHS;
7922
7923         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
7924         aux->alu_state = alu_state;
7925         aux->alu_limit = alu_limit;
7926         return 0;
7927 }
7928
7929 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7930                             struct bpf_insn *insn)
7931 {
7932         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
7933
7934         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7935                 return 0;
7936
7937         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
7938 }
7939
7940 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
7941 {
7942         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
7943 }
7944
7945 struct bpf_sanitize_info {
7946         struct bpf_insn_aux_data aux;
7947         bool mask_to_left;
7948 };
7949
7950 static struct bpf_verifier_state *
7951 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
7952                           const struct bpf_insn *insn,
7953                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
7954 {
7955         struct bpf_verifier_state *branch;
7956         struct bpf_reg_state *regs;
7957
7958         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
7959         if (branch && insn) {
7960                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
7961                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
7962                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7963                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
7964                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
7965                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
7966                 }
7967         }
7968         return branch;
7969 }
7970
7971 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
7972                             struct bpf_insn *insn,
7973                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
7974                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
7975                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
7976                             struct bpf_sanitize_info *info,
7977                             const bool commit_window)
7978 {
7979         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
7980         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
7981         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
7982         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
7983         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
7984         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
7985         u32 alu_state, alu_limit;
7986         struct bpf_reg_state tmp;
7987         bool ret;
7988         int err;
7989
7990         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
7991                 return 0;
7992
7993         /* We already marked aux for masking from non-speculative
7994          * paths, thus we got here in the first place. We only care
7995          * to explore bad access from here.
7996          */
7997         if (vstate->speculative)
7998                 goto do_sim;
7999
8000         if (!commit_window) {
8001                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
8002                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
8003                         return REASON_BOUNDS;
8004
8005                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
8006                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
8007         }
8008
8009         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
8010         if (err < 0)
8011                 return err;
8012
8013         if (commit_window) {
8014                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
8015                  * the observed pointer move after the simulated operation.
8016                  */
8017                 alu_state = info->aux.alu_state;
8018                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
8019         } else {
8020                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
8021                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
8022                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
8023                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
8024
8025                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
8026                  * potential masking differences from other program paths.
8027                  */
8028                 if (!off_is_imm)
8029                         env->explore_alu_limits = true;
8030         }
8031
8032         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
8033         if (err < 0)
8034                 return err;
8035 do_sim:
8036         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
8037          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
8038          * stack.
8039          *
8040          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
8041          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
8042          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
8043          */
8044         if (commit_window || off_is_imm)
8045                 return 0;
8046
8047         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
8048          * speculative execution from truncation as a result of
8049          * masking when off was not within expected range. If off
8050          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
8051          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
8052          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
8053          * and truncated reg-based in the other in order to explore
8054          * bad access.
8055          */
8056         if (!ptr_is_dst_reg) {
8057                 tmp = *dst_reg;
8058                 *dst_reg = *ptr_reg;
8059         }
8060         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
8061                                         env->insn_idx);
8062         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
8063                 *dst_reg = tmp;
8064         return !ret ? REASON_STACK : 0;
8065 }
8066
8067 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
8068 {
8069         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8070
8071         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
8072          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
8073          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
8074          * rewrite/sanitize them.
8075          */
8076         if (!vstate->speculative)
8077                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
8078 }
8079
8080 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
8081                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
8082                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
8083                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
8084 {
8085         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
8086         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
8087         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
8088
8089         switch (reason) {
8090         case REASON_BOUNDS:
8091                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
8092                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
8093                 break;
8094         case REASON_TYPE:
8095                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
8096                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
8097                 break;
8098         case REASON_PATHS:
8099                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
8100                         dst, op, err);
8101                 break;
8102         case REASON_LIMIT:
8103                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
8104                         dst, op, err);
8105                 break;
8106         case REASON_STACK:
8107                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
8108                         dst, err);
8109                 break;
8110         default:
8111                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
8112                         reason);
8113                 break;
8114         }
8115
8116         return -EACCES;
8117 }
8118
8119 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
8120  * have a variable offset.
8121  *
8122  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
8123  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
8124  * retrieve_ptr_limit().
8125  *
8126  *
8127  * 'off' includes 'reg->off'.
8128  */
8129 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
8130                                 struct bpf_verifier_env *env,
8131                                 int regno,
8132                                 const struct bpf_reg_state *reg,
8133                                 int off)
8134 {
8135         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8136                 char tn_buf[48];
8137
8138                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
8139                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
8140                         regno, tn_buf, off);
8141                 return -EACCES;
8142         }
8143
8144         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
8145                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
8146                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
8147                 return -EACCES;
8148         }
8149
8150         return 0;
8151 }
8152
8153 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
8154                                  const struct bpf_insn *insn,
8155                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
8156 {
8157         u32 dst = insn->dst_reg;
8158
8159         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
8160          * in order to be able to sanitize access later on.
8161          */
8162         if (env->bypass_spec_v1)
8163                 return 0;
8164
8165         switch (dst_reg->type) {
8166         case PTR_TO_STACK:
8167                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
8168                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
8169                         return -EACCES;
8170                 break;
8171         case PTR_TO_MAP_VALUE:
8172                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
8173                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
8174                                 "prohibited for !root\n", dst);
8175                         return -EACCES;
8176                 }
8177                 break;
8178         default:
8179                 break;
8180         }
8181
8182         return 0;
8183 }
8184
8185 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
8186  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
8187  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
8188  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
8189  */
8190 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8191                                    struct bpf_insn *insn,
8192                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
8193                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
8194 {
8195         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
8196         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8197         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
8198         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
8199         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
8200             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
8201         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
8202             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
8203         struct bpf_sanitize_info info = {};
8204         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8205         u32 dst = insn->dst_reg;
8206         int ret;
8207
8208         dst_reg = &regs[dst];
8209
8210         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
8211             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
8212                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
8213                  * e.g. dead branches.
8214                  */
8215                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8216                 return 0;
8217         }
8218
8219         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
8220                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
8221                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
8222                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
8223                         return 0;
8224                 }
8225
8226                 verbose(env,
8227                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
8228                         dst);
8229                 return -EACCES;
8230         }
8231
8232         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
8233                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
8234                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8235                 return -EACCES;
8236         }
8237
8238         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
8239         case CONST_PTR_TO_MAP:
8240                 /* smin_val represents the known value */
8241                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
8242                         break;
8243                 fallthrough;
8244         case PTR_TO_PACKET_END:
8245         case PTR_TO_SOCKET:
8246         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
8247         case PTR_TO_TCP_SOCK:
8248         case PTR_TO_XDP_SOCK:
8249                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
8250                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
8251                 return -EACCES;
8252         default:
8253                 break;
8254         }
8255
8256         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
8257          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
8258          */
8259         dst_reg->type = ptr_reg->type;
8260         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8261
8262         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
8263             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
8264                 return -EINVAL;
8265
8266         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
8267         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8268
8269         if (sanitize_needed(opcode)) {
8270                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
8271                                        &info, false);
8272                 if (ret < 0)
8273                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8274         }
8275
8276         switch (opcode) {
8277         case BPF_ADD:
8278                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
8279                  * the s32 'off' field
8280                  */
8281                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
8282                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
8283                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
8284                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8285                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8286                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8287                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8288                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8289                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
8290                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8291                         break;
8292                 }
8293                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
8294                  * == 0, since it's a scalar.
8295                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
8296                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
8297                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
8298                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
8299                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
8300                  * from ptr_reg.
8301                  */
8302                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
8303                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
8304                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8305                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8306                 } else {
8307                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
8308                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
8309                 }
8310                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
8311                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
8312                         dst_reg->umin_value = 0;
8313                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8314                 } else {
8315                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
8316                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
8317                 }
8318                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8319                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8320                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8321                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8322                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8323                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8324                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8325                 }
8326                 break;
8327         case BPF_SUB:
8328                 if (dst_reg == off_reg) {
8329                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
8330                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
8331                                 dst);
8332                         return -EACCES;
8333                 }
8334                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
8335                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
8336                  * be able to deal with it.
8337                  */
8338                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
8339                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
8340                                 dst);
8341                         return -EACCES;
8342                 }
8343                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
8344                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
8345                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
8346                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
8347                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
8348                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
8349                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
8350                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
8351                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
8352                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
8353                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8354                         break;
8355                 }
8356                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
8357                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
8358                  */
8359                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
8360                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
8361                         /* Overflow possible, we know nothing */
8362                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8363                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8364                 } else {
8365                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
8366                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
8367                 }
8368                 if (umin_ptr < umax_val) {
8369                         /* Overflow possible, we know nothing */
8370                         dst_reg->umin_value = 0;
8371                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8372                 } else {
8373                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8374                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
8375                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
8376                 }
8377                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
8378                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
8379                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
8380                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
8381                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
8382                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
8383                         if (smin_val < 0)
8384                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
8385                 }
8386                 break;
8387         case BPF_AND:
8388         case BPF_OR:
8389         case BPF_XOR:
8390                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
8391                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
8392                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8393                 return -EACCES;
8394         default:
8395                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
8396                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
8397                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
8398                 return -EACCES;
8399         }
8400
8401         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
8402                 return -EINVAL;
8403         reg_bounds_sync(dst_reg);
8404         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
8405                 return -EACCES;
8406         if (sanitize_needed(opcode)) {
8407                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
8408                                        &info, true);
8409                 if (ret < 0)
8410                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
8411         }
8412
8413         return 0;
8414 }
8415
8416 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8417                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8418 {
8419         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8420         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8421         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8422         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8423
8424         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
8425             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
8426                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8427                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8428         } else {
8429                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
8430                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
8431         }
8432         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
8433             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
8434                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8435                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8436         } else {
8437                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
8438                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
8439         }
8440 }
8441
8442 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8443                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8444 {
8445         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8446         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8447         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8448         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8449
8450         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
8451             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
8452                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8453                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8454         } else {
8455                 dst_reg->smin_value += smin_val;
8456                 dst_reg->smax_value += smax_val;
8457         }
8458         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
8459             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
8460                 dst_reg->umin_value = 0;
8461                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8462         } else {
8463                 dst_reg->umin_value += umin_val;
8464                 dst_reg->umax_value += umax_val;
8465         }
8466 }
8467
8468 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8469                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8470 {
8471         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8472         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
8473         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8474         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8475
8476         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
8477             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
8478                 /* Overflow possible, we know nothing */
8479                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8480                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8481         } else {
8482                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
8483                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
8484         }
8485         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
8486                 /* Overflow possible, we know nothing */
8487                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8488                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8489         } else {
8490                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8491                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
8492                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
8493         }
8494 }
8495
8496 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8497                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8498 {
8499         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8500         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
8501         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8502         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8503
8504         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
8505             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
8506                 /* Overflow possible, we know nothing */
8507                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8508                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8509         } else {
8510                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
8511                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
8512         }
8513         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
8514                 /* Overflow possible, we know nothing */
8515                 dst_reg->umin_value = 0;
8516                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8517         } else {
8518                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
8519                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
8520                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
8521         }
8522 }
8523
8524 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8525                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8526 {
8527         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8528         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8529         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8530
8531         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
8532                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8533                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8534                 return;
8535         }
8536         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8537          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
8538          */
8539         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
8540                 /* Potential overflow, we know nothing */
8541                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8542                 return;
8543         }
8544         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
8545         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
8546         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
8547                 /* Overflow possible, we know nothing */
8548                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8549                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8550         } else {
8551                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8552                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8553         }
8554 }
8555
8556 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8557                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8558 {
8559         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8560         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8561         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8562
8563         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
8564                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
8565                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8566                 return;
8567         }
8568         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
8569          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
8570          */
8571         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
8572                 /* Potential overflow, we know nothing */
8573                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8574                 return;
8575         }
8576         dst_reg->umin_value *= umin_val;
8577         dst_reg->umax_value *= umax_val;
8578         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
8579                 /* Overflow possible, we know nothing */
8580                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8581                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8582         } else {
8583                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8584                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8585         }
8586 }
8587
8588 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8589                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8590 {
8591         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8592         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8593         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8594         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8595         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8596
8597         if (src_known && dst_known) {
8598                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8599                 return;
8600         }
8601
8602         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8603          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8604          */
8605         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8606         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
8607         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8608                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8609                  * ain't nobody got time for that.
8610                  */
8611                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8612                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8613         } else {
8614                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8615                  * cast result into s64.
8616                  */
8617                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8618                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8619         }
8620 }
8621
8622 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8623                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8624 {
8625         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8626         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8627         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8628         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8629
8630         if (src_known && dst_known) {
8631                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8632                 return;
8633         }
8634
8635         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
8636          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
8637          */
8638         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8639         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
8640         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8641                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
8642                  * ain't nobody got time for that.
8643                  */
8644                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8645                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8646         } else {
8647                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
8648                  * cast result into s64.
8649                  */
8650                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8651                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8652         }
8653         /* We may learn something more from the var_off */
8654         __update_reg_bounds(dst_reg);
8655 }
8656
8657 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8658                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8659 {
8660         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8661         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8662         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8663         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8664         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8665
8666         if (src_known && dst_known) {
8667                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8668                 return;
8669         }
8670
8671         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8672          * maximum of the operands' minima
8673          */
8674         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
8675         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8676         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
8677                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8678                  * ain't nobody got time for that.
8679                  */
8680                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8681                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8682         } else {
8683                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8684                  * cast result into s64.
8685                  */
8686                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8687                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8688         }
8689 }
8690
8691 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8692                               struct bpf_reg_state *src_reg)
8693 {
8694         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8695         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8696         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8697         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8698
8699         if (src_known && dst_known) {
8700                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8701                 return;
8702         }
8703
8704         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
8705          * maximum of the operands' minima
8706          */
8707         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
8708         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8709         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
8710                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
8711                  * ain't nobody got time for that.
8712                  */
8713                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8714                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8715         } else {
8716                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
8717                  * cast result into s64.
8718                  */
8719                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8720                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8721         }
8722         /* We may learn something more from the var_off */
8723         __update_reg_bounds(dst_reg);
8724 }
8725
8726 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8727                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8728 {
8729         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
8730         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
8731         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8732         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
8733
8734         if (src_known && dst_known) {
8735                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
8736                 return;
8737         }
8738
8739         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
8740         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
8741         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
8742
8743         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8744                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8745                  * so safe to cast u32 result into s32.
8746                  */
8747                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
8748                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
8749         } else {
8750                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8751                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8752         }
8753 }
8754
8755 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8756                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8757 {
8758         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
8759         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
8760         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
8761
8762         if (src_known && dst_known) {
8763                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
8764                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
8765                 return;
8766         }
8767
8768         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
8769         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
8770         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
8771
8772         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
8773                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
8774                  * so safe to cast u64 result into s64.
8775                  */
8776                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
8777                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
8778         } else {
8779                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8780                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8781         }
8782
8783         __update_reg_bounds(dst_reg);
8784 }
8785
8786 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8787                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8788 {
8789         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
8790          * up from var_off)
8791          */
8792         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8793         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8794         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8795         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
8796                 dst_reg->u32_min_value = 0;
8797                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8798         } else {
8799                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
8800                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
8801         }
8802 }
8803
8804 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8805                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8806 {
8807         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8808         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8809         /* u32 alu operation will zext upper bits */
8810         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8811
8812         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8813         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
8814         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
8815          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
8816          * if some path skips this step we are still safe.
8817          */
8818         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8819         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8820 }
8821
8822 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8823                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
8824 {
8825         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
8826          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
8827          * positive we know this shift will also be positive so we can track
8828          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
8829          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
8830          * later to shifts of any length.
8831          */
8832         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
8833                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
8834         else
8835                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8836
8837         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
8838                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
8839         else
8840                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8841
8842         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
8843         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
8844                 dst_reg->umin_value = 0;
8845                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8846         } else {
8847                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
8848                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
8849         }
8850 }
8851
8852 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8853                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8854 {
8855         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8856         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8857
8858         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
8859         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8860         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
8861
8862         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8863         /* We may learn something more from the var_off */
8864         __update_reg_bounds(dst_reg);
8865 }
8866
8867 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8868                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
8869 {
8870         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
8871         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
8872         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8873
8874         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8875          * be negative, then either:
8876          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8877          *    unknown, so we lose our signed bounds
8878          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8879          *    signed bounds
8880          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8881          *    about the result
8882          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8883          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8884          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8885          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8886          * var_off of the result.
8887          */
8888         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
8889         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
8890
8891         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
8892         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
8893         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
8894
8895         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8896         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8897 }
8898
8899 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8900                                struct bpf_reg_state *src_reg)
8901 {
8902         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
8903         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8904
8905         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
8906          * be negative, then either:
8907          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
8908          *    unknown, so we lose our signed bounds
8909          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
8910          *    signed bounds
8911          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
8912          *    about the result
8913          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
8914          * unsigned bounds capture the signed bounds.
8915          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
8916          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
8917          * var_off of the result.
8918          */
8919         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
8920         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
8921         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
8922         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
8923         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
8924
8925         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8926          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
8927          * so we can recalculate later from tnum.
8928          */
8929         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8930         __update_reg_bounds(dst_reg);
8931 }
8932
8933 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8934                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
8935 {
8936         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
8937
8938         /* Upon reaching here, src_known is true and
8939          * umax_val is equal to umin_val.
8940          */
8941         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
8942         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
8943
8944         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
8945
8946         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8947          * dst_reg var_off to refine the result.
8948          */
8949         dst_reg->u32_min_value = 0;
8950         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
8951
8952         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
8953         __update_reg32_bounds(dst_reg);
8954 }
8955
8956 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
8957                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
8958 {
8959         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
8960
8961         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
8962          * to umin_val.
8963          */
8964         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
8965         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
8966
8967         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
8968
8969         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
8970          * dst_reg var_off to refine the result.
8971          */
8972         dst_reg->umin_value = 0;
8973         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
8974
8975         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
8976          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
8977          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
8978          */
8979         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
8980         __update_reg_bounds(dst_reg);
8981 }
8982
8983 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
8984  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
8985  * need extra checks in the 32-bit case.
8986  */
8987 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
8988                                       struct bpf_insn *insn,
8989                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
8990                                       struct bpf_reg_state src_reg)
8991 {
8992         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
8993         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
8994         bool src_known;
8995         s64 smin_val, smax_val;
8996         u64 umin_val, umax_val;
8997         s32 s32_min_val, s32_max_val;
8998         u32 u32_min_val, u32_max_val;
8999         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
9000         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
9001         int ret;
9002
9003         smin_val = src_reg.smin_value;
9004         smax_val = src_reg.smax_value;
9005         umin_val = src_reg.umin_value;
9006         umax_val = src_reg.umax_value;
9007
9008         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
9009         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
9010         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
9011         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
9012
9013         if (alu32) {
9014                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
9015                 if ((src_known &&
9016                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
9017                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
9018                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
9019                          * derived from e.g. dead branches.
9020                          */
9021                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9022                         return 0;
9023                 }
9024         } else {
9025                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
9026                 if ((src_known &&
9027                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
9028                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
9029                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
9030                          * derived from e.g. dead branches.
9031                          */
9032                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9033                         return 0;
9034                 }
9035         }
9036
9037         if (!src_known &&
9038             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
9039                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
9040                 return 0;
9041         }
9042
9043         if (sanitize_needed(opcode)) {
9044                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
9045                 if (ret < 0)
9046                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
9047         }
9048
9049         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
9050          * There are two classes of instructions: The first class we track both
9051          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
9052          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
9053          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
9054          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
9055          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
9056          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
9057          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
9058          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
9059          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
9060          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
9061          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
9062          */
9063         switch (opcode) {
9064         case BPF_ADD:
9065                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
9066                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
9067                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9068                 break;
9069         case BPF_SUB:
9070                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
9071                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
9072                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9073                 break;
9074         case BPF_MUL:
9075                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9076                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
9077                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
9078                 break;
9079         case BPF_AND:
9080                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9081                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
9082                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
9083                 break;
9084         case BPF_OR:
9085                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9086                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
9087                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
9088                 break;
9089         case BPF_XOR:
9090                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
9091                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
9092                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
9093                 break;
9094         case BPF_LSH:
9095                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9096                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9097                          * This includes shifts by a negative number.
9098                          */
9099                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9100                         break;
9101                 }
9102                 if (alu32)
9103                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
9104                 else
9105                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
9106                 break;
9107         case BPF_RSH:
9108                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9109                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9110                          * This includes shifts by a negative number.
9111                          */
9112                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9113                         break;
9114                 }
9115                 if (alu32)
9116                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
9117                 else
9118                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
9119                 break;
9120         case BPF_ARSH:
9121                 if (umax_val >= insn_bitness) {
9122                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
9123                          * This includes shifts by a negative number.
9124                          */
9125                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9126                         break;
9127                 }
9128                 if (alu32)
9129                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
9130                 else
9131                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
9132                 break;
9133         default:
9134                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9135                 break;
9136         }
9137
9138         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
9139         if (alu32)
9140                 zext_32_to_64(dst_reg);
9141         reg_bounds_sync(dst_reg);
9142         return 0;
9143 }
9144
9145 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
9146  * and var_off.
9147  */
9148 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
9149                                    struct bpf_insn *insn)
9150 {
9151         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
9152         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9153         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
9154         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
9155         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9156         int err;
9157
9158         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
9159         src_reg = NULL;
9160         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
9161                 ptr_reg = dst_reg;
9162         else
9163                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
9164                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
9165                  */
9166                 dst_reg->id = 0;
9167         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9168                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
9169                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9170                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
9171                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
9172                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
9173                                  * pointer subtraction
9174                                  */
9175                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
9176                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9177                                         return 0;
9178                                 }
9179                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
9180                                         insn->dst_reg,
9181                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
9182                                 return -EACCES;
9183                         } else {
9184                                 /* scalar += pointer
9185                                  * This is legal, but we have to reverse our
9186                                  * src/dest handling in computing the range
9187                                  */
9188                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
9189                                 if (err)
9190                                         return err;
9191                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9192                                                                src_reg, dst_reg);
9193                         }
9194                 } else if (ptr_reg) {
9195                         /* pointer += scalar */
9196                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
9197                         if (err)
9198                                 return err;
9199                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9200                                                        dst_reg, src_reg);
9201                 }
9202         } else {
9203                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
9204                  * need to be able to read from this state.
9205                  */
9206                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
9207                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
9208                 src_reg = &off_reg;
9209                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
9210                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
9211                                                        ptr_reg, src_reg);
9212         }
9213
9214         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
9215         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
9216                 print_verifier_state(env, state, true);
9217                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
9218                 return -EINVAL;
9219         }
9220         if (WARN_ON(!src_reg)) {
9221                 print_verifier_state(env, state, true);
9222                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
9223                 return -EINVAL;
9224         }
9225         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
9226 }
9227
9228 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
9229 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
9230 {
9231         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9232         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
9233         int err;
9234
9235         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
9236                 if (opcode == BPF_NEG) {
9237                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
9238                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
9239                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
9240                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
9241                                 return -EINVAL;
9242                         }
9243                 } else {
9244                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
9245                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
9246                             BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9247                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
9248                                 return -EINVAL;
9249                         }
9250                 }
9251
9252                 /* check src operand */
9253                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9254                 if (err)
9255                         return err;
9256
9257                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
9258                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
9259                                 insn->dst_reg);
9260                         return -EACCES;
9261                 }
9262
9263                 /* check dest operand */
9264                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
9265                 if (err)
9266                         return err;
9267
9268         } else if (opcode == BPF_MOV) {
9269
9270                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9271                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9272                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9273                                 return -EINVAL;
9274                         }
9275
9276                         /* check src operand */
9277                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9278                         if (err)
9279                                 return err;
9280                 } else {
9281                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9282                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
9283                                 return -EINVAL;
9284                         }
9285                 }
9286
9287                 /* check dest operand, mark as required later */
9288                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9289                 if (err)
9290                         return err;
9291
9292                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9293                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
9294                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
9295
9296                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9297                                 /* case: R1 = R2
9298                                  * copy register state to dest reg
9299                                  */
9300                                 if (src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id)
9301                                         /* Assign src and dst registers the same ID
9302                                          * that will be used by find_equal_scalars()
9303                                          * to propagate min/max range.
9304                                          */
9305                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
9306                                 *dst_reg = *src_reg;
9307                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9308                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9309                         } else {
9310                                 /* R1 = (u32) R2 */
9311                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
9312                                         verbose(env,
9313                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
9314                                                 insn->src_reg);
9315                                         return -EACCES;
9316                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
9317                                         *dst_reg = *src_reg;
9318                                         /* Make sure ID is cleared otherwise
9319                                          * dst_reg min/max could be incorrectly
9320                                          * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
9321                                          */
9322                                         dst_reg->id = 0;
9323                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9324                                         dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
9325                                 } else {
9326                                         mark_reg_unknown(env, regs,
9327                                                          insn->dst_reg);
9328                                 }
9329                                 zext_32_to_64(dst_reg);
9330                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
9331                         }
9332                 } else {
9333                         /* case: R = imm
9334                          * remember the value we stored into this reg
9335                          */
9336                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
9337                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
9338                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
9339                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
9340                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9341                                                  insn->imm);
9342                         } else {
9343                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
9344                                                  (u32)insn->imm);
9345                         }
9346                 }
9347
9348         } else if (opcode > BPF_END) {
9349                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
9350                 return -EINVAL;
9351
9352         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
9353
9354                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
9355                         if (insn->imm != 0 || insn->off != 0) {
9356                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9357                                 return -EINVAL;
9358                         }
9359                         /* check src1 operand */
9360                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
9361                         if (err)
9362                                 return err;
9363                 } else {
9364                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
9365                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
9366                                 return -EINVAL;
9367                         }
9368                 }
9369
9370                 /* check src2 operand */
9371                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
9372                 if (err)
9373                         return err;
9374
9375                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
9376                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
9377                         verbose(env, "div by zero\n");
9378                         return -EINVAL;
9379                 }
9380
9381                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
9382                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
9383                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
9384
9385                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
9386                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
9387                                 return -EINVAL;
9388                         }
9389                 }
9390
9391                 /* check dest operand */
9392                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
9393                 if (err)
9394                         return err;
9395
9396                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
9397         }
9398
9399         return 0;
9400 }
9401
9402 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
9403                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
9404                                    enum bpf_reg_type type,
9405                                    bool range_right_open)
9406 {
9407         struct bpf_func_state *state;
9408         struct bpf_reg_state *reg;
9409         int new_range;
9410
9411         if (dst_reg->off < 0 ||
9412             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
9413                 /* This doesn't give us any range */
9414                 return;
9415
9416         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
9417             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
9418                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
9419                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
9420                  */
9421                 return;
9422
9423         new_range = dst_reg->off;
9424         if (range_right_open)
9425                 new_range++;
9426
9427         /* Examples for register markings:
9428          *
9429          * pkt_data in dst register:
9430          *
9431          *   r2 = r3;
9432          *   r2 += 8;
9433          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
9434          *   <access okay>
9435          *
9436          *   r2 = r3;
9437          *   r2 += 8;
9438          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
9439          *   <handle exception>
9440          *
9441          *   Where:
9442          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
9443          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9444          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9445          *
9446          * pkt_data in src register:
9447          *
9448          *   r2 = r3;
9449          *   r2 += 8;
9450          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
9451          *   <handle exception>
9452          *
9453          *   r2 = r3;
9454          *   r2 += 8;
9455          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
9456          *   <access okay>
9457          *
9458          *   Where:
9459          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
9460          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
9461          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
9462          *
9463          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
9464          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
9465          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
9466          * the check.
9467          */
9468
9469         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
9470          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
9471          * the range won't allow anything.
9472          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
9473          */
9474         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
9475                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
9476                         /* keep the maximum range already checked */
9477                         reg->range = max(reg->range, new_range);
9478         }));
9479 }
9480
9481 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
9482 {
9483         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
9484         s32 sval = (s32)val;
9485
9486         switch (opcode) {
9487         case BPF_JEQ:
9488                 if (tnum_is_const(subreg))
9489                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
9490                 break;
9491         case BPF_JNE:
9492                 if (tnum_is_const(subreg))
9493                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
9494                 break;
9495         case BPF_JSET:
9496                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
9497                         return 1;
9498                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
9499                         return 0;
9500                 break;
9501         case BPF_JGT:
9502                 if (reg->u32_min_value > val)
9503                         return 1;
9504                 else if (reg->u32_max_value <= val)
9505                         return 0;
9506                 break;
9507         case BPF_JSGT:
9508                 if (reg->s32_min_value > sval)
9509                         return 1;
9510                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
9511                         return 0;
9512                 break;
9513         case BPF_JLT:
9514                 if (reg->u32_max_value < val)
9515                         return 1;
9516                 else if (reg->u32_min_value >= val)
9517                         return 0;
9518                 break;
9519         case BPF_JSLT:
9520                 if (reg->s32_max_value < sval)
9521                         return 1;
9522                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
9523                         return 0;
9524                 break;
9525         case BPF_JGE:
9526                 if (reg->u32_min_value >= val)
9527                         return 1;
9528                 else if (reg->u32_max_value < val)
9529                         return 0;
9530                 break;
9531         case BPF_JSGE:
9532                 if (reg->s32_min_value >= sval)
9533                         return 1;
9534                 else if (reg->s32_max_value < sval)
9535                         return 0;
9536                 break;
9537         case BPF_JLE:
9538                 if (reg->u32_max_value <= val)
9539                         return 1;
9540                 else if (reg->u32_min_value > val)
9541                         return 0;
9542                 break;
9543         case BPF_JSLE:
9544                 if (reg->s32_max_value <= sval)
9545                         return 1;
9546                 else if (reg->s32_min_value > sval)
9547                         return 0;
9548                 break;
9549         }
9550
9551         return -1;
9552 }
9553
9554
9555 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
9556 {
9557         s64 sval = (s64)val;
9558
9559         switch (opcode) {
9560         case BPF_JEQ:
9561                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9562                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9563                 break;
9564         case BPF_JNE:
9565                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
9566                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
9567                 break;
9568         case BPF_JSET:
9569                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
9570                         return 1;
9571                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
9572                         return 0;
9573                 break;
9574         case BPF_JGT:
9575                 if (reg->umin_value > val)
9576                         return 1;
9577                 else if (reg->umax_value <= val)
9578                         return 0;
9579                 break;
9580         case BPF_JSGT:
9581                 if (reg->smin_value > sval)
9582                         return 1;
9583                 else if (reg->smax_value <= sval)
9584                         return 0;
9585                 break;
9586         case BPF_JLT:
9587                 if (reg->umax_value < val)
9588                         return 1;
9589                 else if (reg->umin_value >= val)
9590                         return 0;
9591                 break;
9592         case BPF_JSLT:
9593                 if (reg->smax_value < sval)
9594                         return 1;
9595                 else if (reg->smin_value >= sval)
9596                         return 0;
9597                 break;
9598         case BPF_JGE:
9599                 if (reg->umin_value >= val)
9600                         return 1;
9601                 else if (reg->umax_value < val)
9602                         return 0;
9603                 break;
9604         case BPF_JSGE:
9605                 if (reg->smin_value >= sval)
9606                         return 1;
9607                 else if (reg->smax_value < sval)
9608                         return 0;
9609                 break;
9610         case BPF_JLE:
9611                 if (reg->umax_value <= val)
9612                         return 1;
9613                 else if (reg->umin_value > val)
9614                         return 0;
9615                 break;
9616         case BPF_JSLE:
9617                 if (reg->smax_value <= sval)
9618                         return 1;
9619                 else if (reg->smin_value > sval)
9620                         return 0;
9621                 break;
9622         }
9623
9624         return -1;
9625 }
9626
9627 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
9628  * and return:
9629  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
9630  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
9631  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
9632  *      range [0,10]
9633  */
9634 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
9635                            bool is_jmp32)
9636 {
9637         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
9638                 if (!reg_type_not_null(reg->type))
9639                         return -1;
9640
9641                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
9642                  * use this to direct branch taken.
9643                  */
9644                 if (val != 0)
9645                         return -1;
9646
9647                 switch (opcode) {
9648                 case BPF_JEQ:
9649                         return 0;
9650                 case BPF_JNE:
9651                         return 1;
9652                 default:
9653                         return -1;
9654                 }
9655         }
9656
9657         if (is_jmp32)
9658                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
9659         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
9660 }
9661
9662 static int flip_opcode(u32 opcode)
9663 {
9664         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
9665         static const u8 opcode_flip[16] = {
9666                 /* these stay the same */
9667                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
9668                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
9669                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
9670                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
9671                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
9672                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
9673                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
9674                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
9675                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
9676                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
9677                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
9678                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
9679         };
9680         return opcode_flip[opcode >> 4];
9681 }
9682
9683 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
9684                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
9685                                    u8 opcode)
9686 {
9687         struct bpf_reg_state *pkt;
9688
9689         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9690                 pkt = dst_reg;
9691         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
9692                 pkt = src_reg;
9693                 opcode = flip_opcode(opcode);
9694         } else {
9695                 return -1;
9696         }
9697
9698         if (pkt->range >= 0)
9699                 return -1;
9700
9701         switch (opcode) {
9702         case BPF_JLE:
9703                 /* pkt <= pkt_end */
9704                 fallthrough;
9705         case BPF_JGT:
9706                 /* pkt > pkt_end */
9707                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
9708                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
9709                         return opcode == BPF_JGT;
9710                 break;
9711         case BPF_JLT:
9712                 /* pkt < pkt_end */
9713                 fallthrough;
9714         case BPF_JGE:
9715                 /* pkt >= pkt_end */
9716                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
9717                         return opcode == BPF_JGE;
9718                 break;
9719         }
9720         return -1;
9721 }
9722
9723 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
9724  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
9725  * simply doing a BPF_K check.
9726  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
9727  */
9728 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
9729                             struct bpf_reg_state *false_reg,
9730                             u64 val, u32 val32,
9731                             u8 opcode, bool is_jmp32)
9732 {
9733         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9734         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
9735         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9736         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
9737         s64 sval = (s64)val;
9738         s32 sval32 = (s32)val32;
9739
9740         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
9741          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
9742          * the same object, but we don't bother with that.
9743          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
9744          * only need to check one of them for pointerness.
9745          */
9746         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
9747                 return;
9748
9749         switch (opcode) {
9750         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
9751          *
9752          * r1 = r2;
9753          * if (r1 == 42) goto label;
9754          * ...
9755          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
9756          *
9757          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
9758          */
9759         case BPF_JEQ:
9760                 if (is_jmp32) {
9761                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
9762                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
9763                 } else {
9764                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
9765                         true_64off = true_reg->var_off;
9766                 }
9767                 break;
9768         case BPF_JNE:
9769                 if (is_jmp32) {
9770                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
9771                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
9772                 } else {
9773                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
9774                         false_64off = false_reg->var_off;
9775                 }
9776                 break;
9777         case BPF_JSET:
9778                 if (is_jmp32) {
9779                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
9780                         if (is_power_of_2(val32))
9781                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
9782                                                      tnum_const(val32));
9783                 } else {
9784                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
9785                         if (is_power_of_2(val))
9786                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
9787                                                      tnum_const(val));
9788                 }
9789                 break;
9790         case BPF_JGE:
9791         case BPF_JGT:
9792         {
9793                 if (is_jmp32) {
9794                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
9795                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
9796
9797                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
9798                                                        false_umax);
9799                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
9800                                                       true_umin);
9801                 } else {
9802                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
9803                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
9804
9805                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
9806                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
9807                 }
9808                 break;
9809         }
9810         case BPF_JSGE:
9811         case BPF_JSGT:
9812         {
9813                 if (is_jmp32) {
9814                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
9815                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
9816
9817                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
9818                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
9819                 } else {
9820                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
9821                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
9822
9823                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
9824                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
9825                 }
9826                 break;
9827         }
9828         case BPF_JLE:
9829         case BPF_JLT:
9830         {
9831                 if (is_jmp32) {
9832                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
9833                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
9834
9835                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
9836                                                        false_umin);
9837                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
9838                                                       true_umax);
9839                 } else {
9840                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
9841                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
9842
9843                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
9844                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
9845                 }
9846                 break;
9847         }
9848         case BPF_JSLE:
9849         case BPF_JSLT:
9850         {
9851                 if (is_jmp32) {
9852                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
9853                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
9854
9855                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
9856                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
9857                 } else {
9858                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
9859                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
9860
9861                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
9862                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
9863                 }
9864                 break;
9865         }
9866         default:
9867                 return;
9868         }
9869
9870         if (is_jmp32) {
9871                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
9872                                              tnum_subreg(false_32off));
9873                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
9874                                             tnum_subreg(true_32off));
9875                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
9876                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
9877         } else {
9878                 false_reg->var_off = false_64off;
9879                 true_reg->var_off = true_64off;
9880                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
9881                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
9882         }
9883 }
9884
9885 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
9886  * the variable reg.
9887  */
9888 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
9889                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
9890                                 u64 val, u32 val32,
9891                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
9892 {
9893         opcode = flip_opcode(opcode);
9894         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
9895          * BPF_JA, can't get here.
9896          */
9897         if (opcode)
9898                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
9899 }
9900
9901 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
9902 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
9903                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
9904 {
9905         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
9906                                                         dst_reg->umin_value);
9907         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
9908                                                         dst_reg->umax_value);
9909         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
9910                                                         dst_reg->smin_value);
9911         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
9912                                                         dst_reg->smax_value);
9913         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
9914                                                              dst_reg->var_off);
9915         reg_bounds_sync(src_reg);
9916         reg_bounds_sync(dst_reg);
9917 }
9918
9919 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
9920                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
9921                                 struct bpf_reg_state *false_src,
9922                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
9923                                 u8 opcode)
9924 {
9925         switch (opcode) {
9926         case BPF_JEQ:
9927                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
9928                 break;
9929         case BPF_JNE:
9930                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
9931                 break;
9932         }
9933 }
9934
9935 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
9936                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
9937                                  bool is_null)
9938 {
9939         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
9940             !WARN_ON_ONCE(!reg->id)) {
9941                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value ||
9942                                  !tnum_equals_const(reg->var_off, 0) ||
9943                                  reg->off)) {
9944                         /* Old offset (both fixed and variable parts) should
9945                          * have been known-zero, because we don't allow pointer
9946                          * arithmetic on pointers that might be NULL. If we
9947                          * see this happening, don't convert the register.
9948                          */
9949                         return;
9950                 }
9951                 if (is_null) {
9952                         reg->type = SCALAR_VALUE;
9953                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
9954                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
9955                          * so that state pruning has chances to take effect.
9956                          */
9957                         reg->id = 0;
9958                         reg->ref_obj_id = 0;
9959
9960                         return;
9961                 }
9962
9963                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
9964
9965                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
9966                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
9967                          * in release_reference().
9968                          *
9969                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
9970                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
9971                          */
9972                         reg->id = 0;
9973                 }
9974         }
9975 }
9976
9977 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
9978  * be folded together at some point.
9979  */
9980 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
9981                                   bool is_null)
9982 {
9983         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
9984         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
9985         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
9986         u32 id = regs[regno].id;
9987
9988         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
9989                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
9990                  * No one could have freed the reference state before
9991                  * doing the NULL check.
9992                  */
9993                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
9994
9995         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
9996                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
9997         }));
9998 }
9999
10000 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
10001                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
10002                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
10003                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
10004                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
10005 {
10006         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
10007                 return false;
10008
10009         /* Pointers are always 64-bit. */
10010         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
10011                 return false;
10012
10013         switch (BPF_OP(insn->code)) {
10014         case BPF_JGT:
10015                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10016                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10017                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10018                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10019                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
10020                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
10021                                                dst_reg->type, false);
10022                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
10023                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10024                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10025                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10026                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10027                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
10028                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
10029                                                src_reg->type, true);
10030                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
10031                 } else {
10032                         return false;
10033                 }
10034                 break;
10035         case BPF_JLT:
10036                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10037                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10038                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10039                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10040                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
10041                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
10042                                                dst_reg->type, true);
10043                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
10044                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10045                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10046                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10047                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10048                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
10049                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
10050                                                src_reg->type, false);
10051                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
10052                 } else {
10053                         return false;
10054                 }
10055                 break;
10056         case BPF_JGE:
10057                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10058                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10059                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10060                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10061                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
10062                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
10063                                                dst_reg->type, true);
10064                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
10065                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10066                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10067                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10068                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10069                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
10070                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
10071                                                src_reg->type, false);
10072                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
10073                 } else {
10074                         return false;
10075                 }
10076                 break;
10077         case BPF_JLE:
10078                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
10079                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
10080                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
10081                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
10082                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
10083                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
10084                                                dst_reg->type, false);
10085                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
10086                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
10087                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
10088                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
10089                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
10090                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
10091                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
10092                                                src_reg->type, true);
10093                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
10094                 } else {
10095                         return false;
10096                 }
10097                 break;
10098         default:
10099                 return false;
10100         }
10101
10102         return true;
10103 }
10104
10105 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
10106                                struct bpf_reg_state *known_reg)
10107 {
10108         struct bpf_func_state *state;
10109         struct bpf_reg_state *reg;
10110
10111         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
10112                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
10113                         *reg = *known_reg;
10114         }));
10115 }
10116
10117 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
10118                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
10119 {
10120         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
10121         struct bpf_verifier_state *other_branch;
10122         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
10123         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
10124         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
10125         bool is_jmp32;
10126         int pred = -1;
10127         int err;
10128
10129         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
10130         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
10131                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
10132                 return -EINVAL;
10133         }
10134
10135         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10136                 if (insn->imm != 0) {
10137                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10138                         return -EINVAL;
10139                 }
10140
10141                 /* check src1 operand */
10142                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10143                 if (err)
10144                         return err;
10145
10146                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
10147                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10148                                 insn->src_reg);
10149                         return -EACCES;
10150                 }
10151                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
10152         } else {
10153                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
10154                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
10155                         return -EINVAL;
10156                 }
10157         }
10158
10159         /* check src2 operand */
10160         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
10161         if (err)
10162                 return err;
10163
10164         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10165         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
10166
10167         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
10168                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
10169         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10170                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
10171                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10172                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10173                                        opcode,
10174                                        is_jmp32);
10175         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10176                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
10177                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
10178                                        src_reg->var_off.value,
10179                                        opcode,
10180                                        is_jmp32);
10181         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
10182                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
10183                    !is_jmp32) {
10184                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
10185         }
10186
10187         if (pred >= 0) {
10188                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
10189                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
10190                  */
10191                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
10192                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
10193                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
10194                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
10195                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
10196                 if (err)
10197                         return err;
10198         }
10199
10200         if (pred == 1) {
10201                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
10202                  * the fall-through branch for simulation under speculative
10203                  * execution.
10204                  */
10205                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10206                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
10207                                                *insn_idx))
10208                         return -EFAULT;
10209                 *insn_idx += insn->off;
10210                 return 0;
10211         } else if (pred == 0) {
10212                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
10213                  * program will go. If needed, push the goto branch for
10214                  * simulation under speculative execution.
10215                  */
10216                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
10217                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
10218                                                *insn_idx + insn->off + 1,
10219                                                *insn_idx))
10220                         return -EFAULT;
10221                 return 0;
10222         }
10223
10224         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
10225                                   false);
10226         if (!other_branch)
10227                 return -EFAULT;
10228         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
10229
10230         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
10231          * our min/max values for our dst register.
10232          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
10233          * object, I suppose, but we don't support that right now), because
10234          * otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
10235          * comparable.
10236          */
10237         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
10238                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
10239
10240                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
10241                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10242                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
10243                             (is_jmp32 &&
10244                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
10245                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10246                                                 dst_reg,
10247                                                 src_reg->var_off.value,
10248                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
10249                                                 opcode, is_jmp32);
10250                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
10251                                  (is_jmp32 &&
10252                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
10253                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10254                                                     src_reg,
10255                                                     dst_reg->var_off.value,
10256                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
10257                                                     opcode, is_jmp32);
10258                         else if (!is_jmp32 &&
10259                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
10260                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
10261                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
10262                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
10263                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
10264                         if (src_reg->id &&
10265                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
10266                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
10267                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
10268                         }
10269
10270                 }
10271         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
10272                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
10273                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
10274                                         opcode, is_jmp32);
10275         }
10276
10277         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
10278             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
10279                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
10280                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
10281         }
10282
10283         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
10284          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
10285          *       which will never be JMP32.
10286          */
10287         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
10288             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
10289             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
10290                 /* Mark all identical registers in each branch as either
10291                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
10292                  */
10293                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
10294                                       opcode == BPF_JNE);
10295                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
10296                                       opcode == BPF_JEQ);
10297         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
10298                                            this_branch, other_branch) &&
10299                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
10300                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
10301                         insn->dst_reg);
10302                 return -EACCES;
10303         }
10304         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
10305                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
10306         return 0;
10307 }
10308
10309 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
10310 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10311 {
10312         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
10313         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10314         struct bpf_reg_state *dst_reg;
10315         struct bpf_map *map;
10316         int err;
10317
10318         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
10319                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
10320                 return -EINVAL;
10321         }
10322         if (insn->off != 0) {
10323                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
10324                 return -EINVAL;
10325         }
10326
10327         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
10328         if (err)
10329                 return err;
10330
10331         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
10332         if (insn->src_reg == 0) {
10333                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
10334
10335                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
10336                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
10337                 return 0;
10338         }
10339
10340         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
10341          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
10342          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
10343          */
10344         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
10345
10346         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
10347                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
10348                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
10349                 case PTR_TO_MEM:
10350                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
10351                         break;
10352                 case PTR_TO_BTF_ID:
10353                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
10354                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
10355                         break;
10356                 default:
10357                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10358                         return -EFAULT;
10359                 }
10360                 return 0;
10361         }
10362
10363         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
10364                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
10365                 u32 subprogno = find_subprog(env,
10366                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
10367
10368                 if (!aux->func_info) {
10369                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
10370                         return -EINVAL;
10371                 }
10372                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
10373                         verbose(env, "callback function not static\n");
10374                         return -EINVAL;
10375                 }
10376
10377                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
10378                 dst_reg->subprogno = subprogno;
10379                 return 0;
10380         }
10381
10382         map = env->used_maps[aux->map_index];
10383         dst_reg->map_ptr = map;
10384
10385         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
10386             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
10387                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
10388                 dst_reg->off = aux->map_off;
10389                 if (map_value_has_spin_lock(map))
10390                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
10391         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
10392                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
10393                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
10394         } else {
10395                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10396                 return -EINVAL;
10397         }
10398
10399         return 0;
10400 }
10401
10402 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
10403 {
10404         switch (type) {
10405         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
10406         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
10407         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
10408                 return true;
10409         default:
10410                 return false;
10411         }
10412 }
10413
10414 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
10415  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
10416  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
10417  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
10418  *
10419  * Implicit input:
10420  *   ctx == skb == R6 == CTX
10421  *
10422  * Explicit input:
10423  *   SRC == any register
10424  *   IMM == 32-bit immediate
10425  *
10426  * Output:
10427  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
10428  */
10429 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
10430 {
10431         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10432         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
10433         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
10434         int i, err;
10435
10436         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
10437                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
10438                 return -EINVAL;
10439         }
10440
10441         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
10442                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
10443                 return -EINVAL;
10444         }
10445
10446         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
10447             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
10448             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
10449                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
10450                 return -EINVAL;
10451         }
10452
10453         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
10454         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
10455         if (err)
10456                 return err;
10457
10458         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
10459          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
10460          * reference leak.
10461          */
10462         err = check_reference_leak(env);
10463         if (err) {
10464                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
10465                 return err;
10466         }
10467
10468         if (env->cur_state->active_spin_lock) {
10469                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
10470                 return -EINVAL;
10471         }
10472
10473         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
10474                 verbose(env,
10475                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
10476                 return -EINVAL;
10477         }
10478
10479         if (mode == BPF_IND) {
10480                 /* check explicit source operand */
10481                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
10482                 if (err)
10483                         return err;
10484         }
10485
10486         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
10487         if (err < 0)
10488                 return err;
10489
10490         /* reset caller saved regs to unreadable */
10491         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
10492                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
10493                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
10494         }
10495
10496         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
10497          * the value fetched from the packet.
10498          * Already marked as written above.
10499          */
10500         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
10501         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
10502         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
10503         return 0;
10504 }
10505
10506 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
10507 {
10508         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
10509         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
10510         struct bpf_reg_state *reg;
10511         struct tnum range = tnum_range(0, 1);
10512         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
10513         int err;
10514         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
10515         const bool is_subprog = frame->subprogno;
10516
10517         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
10518         if (!is_subprog) {
10519                 switch (prog_type) {
10520                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
10521                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
10522                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
10523                                 break;
10524                         fallthrough;
10525                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
10526                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
10527                                 return 0;
10528                         break;
10529                 default:
10530                         break;
10531                 }
10532         }
10533
10534         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
10535          * to return the value from eBPF program.
10536          * Make sure that it's readable at this time
10537          * of bpf_exit, which means that program wrote
10538          * something into it earlier
10539          */
10540         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
10541         if (err)
10542                 return err;
10543
10544         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
10545                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
10546                 return -EACCES;
10547         }
10548
10549         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
10550
10551         if (frame->in_async_callback_fn) {
10552                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
10553                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10554                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
10555                                 reg_type_str(env, reg->type));
10556                         return -EINVAL;
10557                 }
10558
10559                 if (!tnum_in(tnum_const(0), reg->var_off)) {
10560                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "async callback", "R0");
10561                         return -EINVAL;
10562                 }
10563                 return 0;
10564         }
10565
10566         if (is_subprog) {
10567                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10568                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
10569                                 reg_type_str(env, reg->type));
10570                         return -EINVAL;
10571                 }
10572                 return 0;
10573         }
10574
10575         switch (prog_type) {
10576         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
10577                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
10578                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
10579                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
10580                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
10581                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
10582                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
10583                         range = tnum_range(1, 1);
10584                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
10585                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
10586                         range = tnum_range(0, 3);
10587                 break;
10588         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
10589                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
10590                         range = tnum_range(0, 3);
10591                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
10592                 }
10593                 break;
10594         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
10595         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
10596         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
10597         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
10598         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
10599                 break;
10600         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
10601                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
10602                         return 0;
10603                 range = tnum_const(0);
10604                 break;
10605         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
10606                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
10607                 case BPF_TRACE_FENTRY:
10608                 case BPF_TRACE_FEXIT:
10609                         range = tnum_const(0);
10610                         break;
10611                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
10612                 case BPF_MODIFY_RETURN:
10613                         return 0;
10614                 case BPF_TRACE_ITER:
10615                         break;
10616                 default:
10617                         return -ENOTSUPP;
10618                 }
10619                 break;
10620         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
10621                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
10622                 break;
10623
10624         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
10625                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
10626                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
10627                          * any value.
10628                          */
10629                         return 0;
10630                 }
10631                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
10632                         /* Make sure programs that attach to void
10633                          * hooks don't try to modify return value.
10634                          */
10635                         range = tnum_range(1, 1);
10636                 }
10637                 break;
10638
10639         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
10640                 /* freplace program can return anything as its return value
10641                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
10642                  */
10643         default:
10644                 return 0;
10645         }
10646
10647         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10648                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
10649                         reg_type_str(env, reg->type));
10650                 return -EINVAL;
10651         }
10652
10653         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
10654                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
10655                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
10656                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
10657                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
10658                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
10659                 return -EINVAL;
10660         }
10661
10662         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
10663             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
10664                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
10665         return 0;
10666 }
10667
10668 /* non-recursive DFS pseudo code
10669  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
10670  * 2      label v as discovered
10671  * 3      let S be a stack
10672  * 4      S.push(v)
10673  * 5      while S is not empty
10674  * 6            t <- S.pop()
10675  * 7            if t is what we're looking for:
10676  * 8                return t
10677  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
10678  * 10               if edge e is already labelled
10679  * 11                   continue with the next edge
10680  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
10681  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
10682  * 14                   label e as tree-edge
10683  * 15                   label w as discovered
10684  * 16                   S.push(w)
10685  * 17                   continue at 5
10686  * 18               else if vertex w is discovered
10687  * 19                   label e as back-edge
10688  * 20               else
10689  * 21                   // vertex w is explored
10690  * 22                   label e as forward- or cross-edge
10691  * 23           label t as explored
10692  * 24           S.pop()
10693  *
10694  * convention:
10695  * 0x10 - discovered
10696  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
10697  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
10698  * 0x20 - explored
10699  */
10700
10701 enum {
10702         DISCOVERED = 0x10,
10703         EXPLORED = 0x20,
10704         FALLTHROUGH = 1,
10705         BRANCH = 2,
10706 };
10707
10708 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
10709 {
10710         return env->prog->len;
10711 }
10712
10713 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
10714                                         struct bpf_verifier_env *env,
10715                                         int idx)
10716 {
10717         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
10718         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
10719
10720         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
10721 }
10722
10723 static void init_explored_state(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
10724 {
10725         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
10726 }
10727
10728 enum {
10729         DONE_EXPLORING = 0,
10730         KEEP_EXPLORING = 1,
10731 };
10732
10733 /* t, w, e - match pseudo-code above:
10734  * t - index of current instruction
10735  * w - next instruction
10736  * e - edge
10737  */
10738 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
10739                      bool loop_ok)
10740 {
10741         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
10742         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
10743
10744         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
10745                 return DONE_EXPLORING;
10746
10747         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
10748                 return DONE_EXPLORING;
10749
10750         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
10751                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10752                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
10753                 return -EINVAL;
10754         }
10755
10756         if (e == BRANCH)
10757                 /* mark branch target for state pruning */
10758                 init_explored_state(env, w);
10759
10760         if (insn_state[w] == 0) {
10761                 /* tree-edge */
10762                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10763                 insn_state[w] = DISCOVERED;
10764                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
10765                         return -E2BIG;
10766                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
10767                 return KEEP_EXPLORING;
10768         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
10769                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
10770                         return DONE_EXPLORING;
10771                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
10772                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
10773                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
10774                 return -EINVAL;
10775         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
10776                 /* forward- or cross-edge */
10777                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
10778         } else {
10779                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
10780                 return -EFAULT;
10781         }
10782         return DONE_EXPLORING;
10783 }
10784
10785 static int visit_func_call_insn(int t, int insn_cnt,
10786                                 struct bpf_insn *insns,
10787                                 struct bpf_verifier_env *env,
10788                                 bool visit_callee)
10789 {
10790         int ret;
10791
10792         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10793         if (ret)
10794                 return ret;
10795
10796         if (t + 1 < insn_cnt)
10797                 init_explored_state(env, t + 1);
10798         if (visit_callee) {
10799                 init_explored_state(env, t);
10800                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
10801                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
10802                                  * view. __check_func_call() will do the actual
10803                                  * check.
10804                                  */
10805                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
10806         }
10807         return ret;
10808 }
10809
10810 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
10811  *  < 0 - an error occurred
10812  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
10813  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
10814  */
10815 static int visit_insn(int t, int insn_cnt, struct bpf_verifier_env *env)
10816 {
10817         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
10818         int ret;
10819
10820         if (bpf_pseudo_func(insns + t))
10821                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env, true);
10822
10823         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
10824         if (BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP &&
10825             BPF_CLASS(insns[t].code) != BPF_JMP32)
10826                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
10827
10828         switch (BPF_OP(insns[t].code)) {
10829         case BPF_EXIT:
10830                 return DONE_EXPLORING;
10831
10832         case BPF_CALL:
10833                 if (insns[t].imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
10834                         /* Mark this call insn to trigger is_state_visited() check
10835                          * before call itself is processed by __check_func_call().
10836                          * Otherwise new async state will be pushed for further
10837                          * exploration.
10838                          */
10839                         init_explored_state(env, t);
10840                 return visit_func_call_insn(t, insn_cnt, insns, env,
10841                                             insns[t].src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
10842
10843         case BPF_JA:
10844                 if (BPF_SRC(insns[t].code) != BPF_K)
10845                         return -EINVAL;
10846
10847                 /* unconditional jump with single edge */
10848                 ret = push_insn(t, t + insns[t].off + 1, FALLTHROUGH, env,
10849                                 true);
10850                 if (ret)
10851                         return ret;
10852
10853                 /* unconditional jmp is not a good pruning point,
10854                  * but it's marked, since backtracking needs
10855                  * to record jmp history in is_state_visited().
10856                  */
10857                 init_explored_state(env, t + insns[t].off + 1);
10858                 /* tell verifier to check for equivalent states
10859                  * after every call and jump
10860                  */
10861                 if (t + 1 < insn_cnt)
10862                         init_explored_state(env, t + 1);
10863
10864                 return ret;
10865
10866         default:
10867                 /* conditional jump with two edges */
10868                 init_explored_state(env, t);
10869                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
10870                 if (ret)
10871                         return ret;
10872
10873                 return push_insn(t, t + insns[t].off + 1, BRANCH, env, true);
10874         }
10875 }
10876
10877 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
10878  * loop == back-edge in directed graph
10879  */
10880 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
10881 {
10882         int insn_cnt = env->prog->len;
10883         int *insn_stack, *insn_state;
10884         int ret = 0;
10885         int i;
10886
10887         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10888         if (!insn_state)
10889                 return -ENOMEM;
10890
10891         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
10892         if (!insn_stack) {
10893                 kvfree(insn_state);
10894                 return -ENOMEM;
10895         }
10896
10897         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
10898         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
10899         env->cfg.cur_stack = 1;
10900
10901         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
10902                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
10903
10904                 ret = visit_insn(t, insn_cnt, env);
10905                 switch (ret) {
10906                 case DONE_EXPLORING:
10907                         insn_state[t] = EXPLORED;
10908                         env->cfg.cur_stack--;
10909                         break;
10910                 case KEEP_EXPLORING:
10911                         break;
10912                 default:
10913                         if (ret > 0) {
10914                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
10915                                 ret = -EFAULT;
10916                         }
10917                         goto err_free;
10918                 }
10919         }
10920
10921         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
10922                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
10923                 ret = -EFAULT;
10924                 goto err_free;
10925         }
10926
10927         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
10928                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
10929                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
10930                         ret = -EINVAL;
10931                         goto err_free;
10932                 }
10933         }
10934         ret = 0; /* cfg looks good */
10935
10936 err_free:
10937         kvfree(insn_state);
10938         kvfree(insn_stack);
10939         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
10940         return ret;
10941 }
10942
10943 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
10944 {
10945         int i;
10946
10947         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
10948                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
10949                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
10950                         return -EINVAL;
10951                 }
10952                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
10953                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
10954                         return -EINVAL;
10955                 }
10956         }
10957         return 0;
10958 }
10959
10960 /* The minimum supported BTF func info size */
10961 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
10962 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
10963
10964 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
10965                           const union bpf_attr *attr,
10966                           bpfptr_t uattr)
10967 {
10968         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
10969         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
10970         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
10971         struct bpf_func_info *krecord;
10972         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
10973         struct bpf_prog *prog;
10974         const struct btf *btf;
10975         bpfptr_t urecord;
10976         u32 prev_offset = 0;
10977         bool scalar_return;
10978         int ret = -ENOMEM;
10979
10980         nfuncs = attr->func_info_cnt;
10981         if (!nfuncs) {
10982                 if (check_abnormal_return(env))
10983                         return -EINVAL;
10984                 return 0;
10985         }
10986
10987         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
10988                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
10989                 return -EINVAL;
10990         }
10991
10992         urec_size = attr->func_info_rec_size;
10993         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
10994             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
10995             urec_size % sizeof(u32)) {
10996                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
10997                 return -EINVAL;
10998         }
10999
11000         prog = env->prog;
11001         btf = prog->aux->btf;
11002
11003         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
11004         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
11005
11006         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11007         if (!krecord)
11008                 return -ENOMEM;
11009         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11010         if (!info_aux)
11011                 goto err_free;
11012
11013         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
11014                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
11015                 if (ret) {
11016                         if (ret == -E2BIG) {
11017                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
11018                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
11019                                  * out the rest of the record.
11020                                  */
11021                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11022                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
11023                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
11024                                         ret = -EFAULT;
11025                         }
11026                         goto err_free;
11027                 }
11028
11029                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
11030                         ret = -EFAULT;
11031                         goto err_free;
11032                 }
11033
11034                 /* check insn_off */
11035                 ret = -EINVAL;
11036                 if (i == 0) {
11037                         if (krecord[i].insn_off) {
11038                                 verbose(env,
11039                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
11040                                         krecord[i].insn_off);
11041                                 goto err_free;
11042                         }
11043                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
11044                         verbose(env,
11045                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
11046                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
11047                         goto err_free;
11048                 }
11049
11050                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
11051                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
11052                         goto err_free;
11053                 }
11054
11055                 /* check type_id */
11056                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
11057                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
11058                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
11059                                 krecord[i].type_id);
11060                         goto err_free;
11061                 }
11062                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
11063
11064                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
11065                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
11066                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
11067                         goto err_free;
11068                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
11069                 scalar_return =
11070                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
11071                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
11072                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
11073                         goto err_free;
11074                 }
11075                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
11076                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
11077                         goto err_free;
11078                 }
11079
11080                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
11081                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
11082         }
11083
11084         prog->aux->func_info = krecord;
11085         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
11086         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
11087         return 0;
11088
11089 err_free:
11090         kvfree(krecord);
11091         kfree(info_aux);
11092         return ret;
11093 }
11094
11095 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
11096 {
11097         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
11098         int i;
11099
11100         if (!aux->func_info)
11101                 return;
11102
11103         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
11104                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
11105 }
11106
11107 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
11108 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11109
11110 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
11111                           const union bpf_attr *attr,
11112                           bpfptr_t uattr)
11113 {
11114         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
11115         struct bpf_subprog_info *sub;
11116         struct bpf_line_info *linfo;
11117         struct bpf_prog *prog;
11118         const struct btf *btf;
11119         bpfptr_t ulinfo;
11120         int err;
11121
11122         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
11123         if (!nr_linfo)
11124                 return 0;
11125         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
11126                 return -EINVAL;
11127
11128         rec_size = attr->line_info_rec_size;
11129         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
11130             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
11131             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
11132                 return -EINVAL;
11133
11134         /* Need to zero it in case the userspace may
11135          * pass in a smaller bpf_line_info object.
11136          */
11137         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
11138                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
11139         if (!linfo)
11140                 return -ENOMEM;
11141
11142         prog = env->prog;
11143         btf = prog->aux->btf;
11144
11145         s = 0;
11146         sub = env->subprog_info;
11147         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
11148         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
11149         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11150         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
11151                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
11152                 if (err) {
11153                         if (err == -E2BIG) {
11154                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
11155                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11156                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
11157                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11158                                         err = -EFAULT;
11159                         }
11160                         goto err_free;
11161                 }
11162
11163                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
11164                         err = -EFAULT;
11165                         goto err_free;
11166                 }
11167
11168                 /*
11169                  * Check insn_off to ensure
11170                  * 1) strictly increasing AND
11171                  * 2) bounded by prog->len
11172                  *
11173                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
11174                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
11175                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
11176                  * first sub also and the first sub must have
11177                  * subprog_info[0].start == 0.
11178                  */
11179                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
11180                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
11181                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
11182                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
11183                                 prog->len);
11184                         err = -EINVAL;
11185                         goto err_free;
11186                 }
11187
11188                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
11189                         verbose(env,
11190                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
11191                                 i);
11192                         err = -EINVAL;
11193                         goto err_free;
11194                 }
11195
11196                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
11197                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
11198                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
11199                         err = -EINVAL;
11200                         goto err_free;
11201                 }
11202
11203                 if (s != env->subprog_cnt) {
11204                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
11205                                 sub[s].linfo_idx = i;
11206                                 s++;
11207                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
11208                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
11209                                 err = -EINVAL;
11210                                 goto err_free;
11211                         }
11212                 }
11213
11214                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
11215                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
11216         }
11217
11218         if (s != env->subprog_cnt) {
11219                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
11220                         env->subprog_cnt - s, s);
11221                 err = -EINVAL;
11222                 goto err_free;
11223         }
11224
11225         prog->aux->linfo = linfo;
11226         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
11227
11228         return 0;
11229
11230 err_free:
11231         kvfree(linfo);
11232         return err;
11233 }
11234
11235 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
11236 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
11237
11238 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
11239                            const union bpf_attr *attr,
11240                            bpfptr_t uattr)
11241 {
11242         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
11243         struct bpf_core_relo core_relo = {};
11244         struct bpf_prog *prog = env->prog;
11245         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
11246         struct bpf_core_ctx ctx = {
11247                 .log = &env->log,
11248                 .btf = btf,
11249         };
11250         bpfptr_t u_core_relo;
11251         int err;
11252
11253         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
11254         if (!nr_core_relo)
11255                 return 0;
11256         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
11257                 return -EINVAL;
11258
11259         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
11260         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
11261             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
11262             rec_size % sizeof(u32))
11263                 return -EINVAL;
11264
11265         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
11266         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
11267         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
11268
11269         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
11270          * relocation record one at a time.
11271          */
11272         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
11273                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
11274                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
11275                 if (err) {
11276                         if (err == -E2BIG) {
11277                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
11278                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
11279                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
11280                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
11281                                         err = -EFAULT;
11282                         }
11283                         break;
11284                 }
11285
11286                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
11287                         err = -EFAULT;
11288                         break;
11289                 }
11290
11291                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
11292                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
11293                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
11294                         err = -EINVAL;
11295                         break;
11296                 }
11297
11298                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
11299                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
11300                 if (err)
11301                         break;
11302                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
11303         }
11304         return err;
11305 }
11306
11307 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
11308                           const union bpf_attr *attr,
11309                           bpfptr_t uattr)
11310 {
11311         struct btf *btf;
11312         int err;
11313
11314         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
11315                 if (check_abnormal_return(env))
11316                         return -EINVAL;
11317                 return 0;
11318         }
11319
11320         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
11321         if (IS_ERR(btf))
11322                 return PTR_ERR(btf);
11323         if (btf_is_kernel(btf)) {
11324                 btf_put(btf);
11325                 return -EACCES;
11326         }
11327         env->prog->aux->btf = btf;
11328
11329         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
11330         if (err)
11331                 return err;
11332
11333         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
11334         if (err)
11335                 return err;
11336
11337         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
11338         if (err)
11339                 return err;
11340
11341         return 0;
11342 }
11343
11344 /* check %cur's range satisfies %old's */
11345 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
11346                          struct bpf_reg_state *cur)
11347 {
11348         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
11349                old->umax_value >= cur->umax_value &&
11350                old->smin_value <= cur->smin_value &&
11351                old->smax_value >= cur->smax_value &&
11352                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
11353                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
11354                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
11355                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
11356 }
11357
11358 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
11359  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
11360  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
11361  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
11362  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
11363  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
11364  * that.
11365  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
11366  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
11367  */
11368 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_id_pair *idmap)
11369 {
11370         unsigned int i;
11371
11372         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
11373                 if (!idmap[i].old) {
11374                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
11375                         idmap[i].old = old_id;
11376                         idmap[i].cur = cur_id;
11377                         return true;
11378                 }
11379                 if (idmap[i].old == old_id)
11380                         return idmap[i].cur == cur_id;
11381         }
11382         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
11383         WARN_ON_ONCE(1);
11384         return false;
11385 }
11386
11387 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
11388                              struct bpf_func_state *st)
11389 {
11390         enum bpf_reg_liveness live;
11391         int i, j;
11392
11393         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11394                 live = st->regs[i].live;
11395                 /* liveness must not touch this register anymore */
11396                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
11397                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
11398                         /* since the register is unused, clear its state
11399                          * to make further comparison simpler
11400                          */
11401                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
11402         }
11403
11404         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11405                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
11406                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
11407                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
11408                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
11409                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
11410                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
11411                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
11412                 }
11413         }
11414 }
11415
11416 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
11417                                  struct bpf_verifier_state *st)
11418 {
11419         int i;
11420
11421         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
11422                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
11423                 return;
11424
11425         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
11426                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
11427 }
11428
11429 /* the parentage chains form a tree.
11430  * the verifier states are added to state lists at given insn and
11431  * pushed into state stack for future exploration.
11432  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
11433  * stored in the state lists have their final liveness state already,
11434  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
11435  * the verifier explores other branches.
11436  * Example:
11437  * 1: r0 = 1
11438  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
11439  * 3: r0 = 2
11440  * 4: exit
11441  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
11442  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
11443  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
11444  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
11445  *
11446  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
11447  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
11448  * time means that all states below this branch were already explored and
11449  * their final liveness marks are already propagated.
11450  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
11451  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
11452  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
11453  * will not be used.
11454  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
11455  * to simplify state merging.
11456  *
11457  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
11458  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
11459  * the callsites
11460  */
11461 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
11462                               struct bpf_verifier_state *cur)
11463 {
11464         struct bpf_verifier_state_list *sl;
11465         int i;
11466
11467         sl = *explored_state(env, insn);
11468         while (sl) {
11469                 if (sl->state.branches)
11470                         goto next;
11471                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
11472                     sl->state.curframe != cur->curframe)
11473                         goto next;
11474                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
11475                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11476                                 goto next;
11477                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
11478 next:
11479                 sl = sl->next;
11480         }
11481 }
11482
11483 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
11484 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
11485                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_id_pair *idmap)
11486 {
11487         bool equal;
11488
11489         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
11490                 /* explored state didn't use this */
11491                 return true;
11492
11493         equal = memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, parent)) == 0;
11494
11495         if (rold->type == PTR_TO_STACK)
11496                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
11497                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
11498                  */
11499                 return equal && rold->frameno == rcur->frameno;
11500
11501         if (equal)
11502                 return true;
11503
11504         if (rold->type == NOT_INIT)
11505                 /* explored state can't have used this */
11506                 return true;
11507         if (rcur->type == NOT_INIT)
11508                 return false;
11509         switch (base_type(rold->type)) {
11510         case SCALAR_VALUE:
11511                 if (env->explore_alu_limits)
11512                         return false;
11513                 if (rcur->type == SCALAR_VALUE) {
11514                         if (!rold->precise && !rcur->precise)
11515                                 return true;
11516                         /* new val must satisfy old val knowledge */
11517                         return range_within(rold, rcur) &&
11518                                tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11519                 } else {
11520                         /* We're trying to use a pointer in place of a scalar.
11521                          * Even if the scalar was unbounded, this could lead to
11522                          * pointer leaks because scalars are allowed to leak
11523                          * while pointers are not. We could make this safe in
11524                          * special cases if root is calling us, but it's
11525                          * probably not worth the hassle.
11526                          */
11527                         return false;
11528                 }
11529         case PTR_TO_MAP_KEY:
11530         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11531                 /* a PTR_TO_MAP_VALUE could be safe to use as a
11532                  * PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL into the same map.
11533                  * However, if the old PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL then got NULL-
11534                  * checked, doing so could have affected others with the same
11535                  * id, and we can't check for that because we lost the id when
11536                  * we converted to a PTR_TO_MAP_VALUE.
11537                  */
11538                 if (type_may_be_null(rold->type)) {
11539                         if (!type_may_be_null(rcur->type))
11540                                 return false;
11541                         if (memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)))
11542                                 return false;
11543                         /* Check our ids match any regs they're supposed to */
11544                         return check_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
11545                 }
11546
11547                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
11548                  * everything else matches, we are OK.
11549                  * 'id' is not compared, since it's only used for maps with
11550                  * bpf_spin_lock inside map element and in such cases if
11551                  * the rest of the prog is valid for one map element then
11552                  * it's valid for all map elements regardless of the key
11553                  * used in bpf_map_lookup()
11554                  */
11555                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
11556                        range_within(rold, rcur) &&
11557                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11558         case PTR_TO_PACKET_META:
11559         case PTR_TO_PACKET:
11560                 if (rcur->type != rold->type)
11561                         return false;
11562                 /* We must have at least as much range as the old ptr
11563                  * did, so that any accesses which were safe before are
11564                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
11565                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
11566                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
11567                  */
11568                 if (rold->range > rcur->range)
11569                         return false;
11570                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
11571                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
11572                  */
11573                 if (rold->off != rcur->off)
11574                         return false;
11575                 /* id relations must be preserved */
11576                 if (rold->id && !check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
11577                         return false;
11578                 /* new val must satisfy old val knowledge */
11579                 return range_within(rold, rcur) &&
11580                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
11581         case PTR_TO_CTX:
11582         case CONST_PTR_TO_MAP:
11583         case PTR_TO_PACKET_END:
11584         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
11585         case PTR_TO_SOCKET:
11586         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
11587         case PTR_TO_TCP_SOCK:
11588         case PTR_TO_XDP_SOCK:
11589                 /* Only valid matches are exact, which memcmp() above
11590                  * would have accepted
11591                  */
11592         default:
11593                 /* Don't know what's going on, just say it's not safe */
11594                 return false;
11595         }
11596
11597         /* Shouldn't get here; if we do, say it's not safe */
11598         WARN_ON_ONCE(1);
11599         return false;
11600 }
11601
11602 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11603                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_id_pair *idmap)
11604 {
11605         int i, spi;
11606
11607         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
11608          * slots in the current stack, since explored(safe) state
11609          * didn't use them
11610          */
11611         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
11612                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
11613
11614                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
11615                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
11616                         /* explored state didn't use this */
11617                         continue;
11618                 }
11619
11620                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
11621                         continue;
11622
11623                 /* explored stack has more populated slots than current stack
11624                  * and these slots were used
11625                  */
11626                 if (i >= cur->allocated_stack)
11627                         return false;
11628
11629                 /* if old state was safe with misc data in the stack
11630                  * it will be safe with zero-initialized stack.
11631                  * The opposite is not true
11632                  */
11633                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
11634                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
11635                         continue;
11636                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
11637                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
11638                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
11639                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
11640                          * this verifier states are not equivalent,
11641                          * return false to continue verification of this path
11642                          */
11643                         return false;
11644                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
11645                         continue;
11646                 if (!is_spilled_reg(&old->stack[spi]))
11647                         continue;
11648                 if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
11649                              &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
11650                         /* when explored and current stack slot are both storing
11651                          * spilled registers, check that stored pointers types
11652                          * are the same as well.
11653                          * Ex: explored safe path could have stored
11654                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
11655                          * but current path has stored:
11656                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
11657                          * such verifier states are not equivalent.
11658                          * return false to continue verification of this path
11659                          */
11660                         return false;
11661         }
11662         return true;
11663 }
11664
11665 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur)
11666 {
11667         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
11668                 return false;
11669         return !memcmp(old->refs, cur->refs,
11670                        sizeof(*old->refs) * old->acquired_refs);
11671 }
11672
11673 /* compare two verifier states
11674  *
11675  * all states stored in state_list are known to be valid, since
11676  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
11677  *
11678  * this function is called when verifier exploring different branches of
11679  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
11680  * more strict register state and more strict stack state then this execution
11681  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
11682  * concluded that more strict state leads to valid finish.
11683  *
11684  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
11685  * and explored stack state is more conservative than the current one.
11686  * Example:
11687  *       explored                   current
11688  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
11689  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
11690  *
11691  * In other words if current stack state (one being explored) has more
11692  * valid slots than old one that already passed validation, it means
11693  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
11694  *
11695  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
11696  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
11697  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
11698  */
11699 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
11700                               struct bpf_func_state *cur)
11701 {
11702         int i;
11703
11704         memset(env->idmap_scratch, 0, sizeof(env->idmap_scratch));
11705         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11706                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
11707                              env->idmap_scratch))
11708                         return false;
11709
11710         if (!stacksafe(env, old, cur, env->idmap_scratch))
11711                 return false;
11712
11713         if (!refsafe(old, cur))
11714                 return false;
11715
11716         return true;
11717 }
11718
11719 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
11720                          struct bpf_verifier_state *old,
11721                          struct bpf_verifier_state *cur)
11722 {
11723         int i;
11724
11725         if (old->curframe != cur->curframe)
11726                 return false;
11727
11728         /* Verification state from speculative execution simulation
11729          * must never prune a non-speculative execution one.
11730          */
11731         if (old->speculative && !cur->speculative)
11732                 return false;
11733
11734         if (old->active_spin_lock != cur->active_spin_lock)
11735                 return false;
11736
11737         /* for states to be equal callsites have to be the same
11738          * and all frame states need to be equivalent
11739          */
11740         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
11741                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
11742                         return false;
11743                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
11744                         return false;
11745         }
11746         return true;
11747 }
11748
11749 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
11750  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
11751  */
11752 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
11753                                   struct bpf_reg_state *reg,
11754                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
11755 {
11756         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
11757         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
11758         int err;
11759
11760         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
11761          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
11762          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
11763          */
11764         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
11765             /* Or if there is no read flag from REG. */
11766             !flag ||
11767             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
11768             parent_flag == flag)
11769                 return 0;
11770
11771         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
11772         if (err)
11773                 return err;
11774
11775         return flag;
11776 }
11777
11778 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
11779  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
11780  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
11781  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
11782  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
11783  * in mark_reg_read() is for.
11784  */
11785 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
11786                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
11787                               struct bpf_verifier_state *vparent)
11788 {
11789         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
11790         struct bpf_func_state *state, *parent;
11791         int i, frame, err = 0;
11792
11793         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
11794                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
11795                      vparent->curframe, vstate->curframe);
11796                 return -EFAULT;
11797         }
11798         /* Propagate read liveness of registers... */
11799         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
11800         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
11801                 parent = vparent->frame[frame];
11802                 state = vstate->frame[frame];
11803                 parent_reg = parent->regs;
11804                 state_reg = state->regs;
11805                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
11806                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
11807                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
11808                                                      &parent_reg[i]);
11809                         if (err < 0)
11810                                 return err;
11811                         if (err == REG_LIVE_READ64)
11812                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
11813                 }
11814
11815                 /* Propagate stack slots. */
11816                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
11817                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11818                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
11819                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11820                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
11821                                                      parent_reg);
11822                         if (err < 0)
11823                                 return err;
11824                 }
11825         }
11826         return 0;
11827 }
11828
11829 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
11830  * propagate them into the current state
11831  */
11832 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
11833                                const struct bpf_verifier_state *old)
11834 {
11835         struct bpf_reg_state *state_reg;
11836         struct bpf_func_state *state;
11837         int i, err = 0;
11838
11839         state = old->frame[old->curframe];
11840         state_reg = state->regs;
11841         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
11842                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11843                     !state_reg->precise)
11844                         continue;
11845                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11846                         verbose(env, "propagating r%d\n", i);
11847                 err = mark_chain_precision(env, i);
11848                 if (err < 0)
11849                         return err;
11850         }
11851
11852         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
11853                 if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
11854                         continue;
11855                 state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
11856                 if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
11857                     !state_reg->precise)
11858                         continue;
11859                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
11860                         verbose(env, "propagating fp%d\n",
11861                                 (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
11862                 err = mark_chain_precision_stack(env, i);
11863                 if (err < 0)
11864                         return err;
11865         }
11866         return 0;
11867 }
11868
11869 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
11870                                  struct bpf_verifier_state *cur)
11871 {
11872         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
11873         int i, fr = cur->curframe;
11874
11875         if (old->curframe != fr)
11876                 return false;
11877
11878         fold = old->frame[fr];
11879         fcur = cur->frame[fr];
11880         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
11881                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
11882                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
11883                         return false;
11884         return true;
11885 }
11886
11887
11888 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
11889 {
11890         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
11891         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
11892         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
11893         int i, j, err, states_cnt = 0;
11894         bool add_new_state = env->test_state_freq ? true : false;
11895
11896         cur->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
11897         if (!env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point)
11898                 /* this 'insn_idx' instruction wasn't marked, so we will not
11899                  * be doing state search here
11900                  */
11901                 return 0;
11902
11903         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
11904          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
11905          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
11906          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
11907          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
11908          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
11909          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
11910          */
11911         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
11912             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
11913                 add_new_state = true;
11914
11915         pprev = explored_state(env, insn_idx);
11916         sl = *pprev;
11917
11918         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
11919
11920         while (sl) {
11921                 states_cnt++;
11922                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
11923                         goto next;
11924
11925                 if (sl->state.branches) {
11926                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
11927
11928                         if (frame->in_async_callback_fn &&
11929                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
11930                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
11931                                  * processing another entry into async callback.
11932                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
11933                                  * loop or infinite recursion.
11934                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
11935                                  * to stop processing the current state. The previous state
11936                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
11937                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
11938                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
11939                                  * inside async callbacks.
11940                                  */
11941                         } else if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
11942                                    states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11943                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
11944                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
11945                                 return -EINVAL;
11946                         }
11947                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
11948                          * too often, since different loop iterations have distinct
11949                          * states and may not help future pruning.
11950                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
11951                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
11952                          * The most abusive loop will be:
11953                          * r1 += 1
11954                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
11955                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
11956                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
11957                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
11958                          */
11959                         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
11960                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
11961                                 add_new_state = false;
11962                         goto miss;
11963                 }
11964                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
11965                         sl->hit_cnt++;
11966                         /* reached equivalent register/stack state,
11967                          * prune the search.
11968                          * Registers read by the continuation are read by us.
11969                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
11970                          * will prevent corresponding reads in the continuation
11971                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
11972                          * own state will get the read marks recorded, but
11973                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
11974                          * this state and will pop a new one.
11975                          */
11976                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
11977
11978                         /* if previous state reached the exit with precision and
11979                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
11980                          * the precision needs to be propagated back in
11981                          * the current state.
11982                          */
11983                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
11984                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
11985                         if (err)
11986                                 return err;
11987                         return 1;
11988                 }
11989 miss:
11990                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
11991                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
11992                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
11993                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
11994                  * and some at the end) to help pruning.
11995                  */
11996                 if (add_new_state)
11997                         sl->miss_cnt++;
11998                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
11999                  * to keep checking from state equivalence point of view.
12000                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
12001                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
12002                  */
12003                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
12004                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
12005                          * speed up verification
12006                          */
12007                         *pprev = sl->next;
12008                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
12009                                 u32 br = sl->state.branches;
12010
12011                                 WARN_ONCE(br,
12012                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
12013                                           br);
12014                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
12015                                 kfree(sl);
12016                                 env->peak_states--;
12017                         } else {
12018                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
12019                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
12020                                  * be freed at the end of verification
12021                                  */
12022                                 sl->next = env->free_list;
12023                                 env->free_list = sl;
12024                         }
12025                         sl = *pprev;
12026                         continue;
12027                 }
12028 next:
12029                 pprev = &sl->next;
12030                 sl = *pprev;
12031         }
12032
12033         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
12034                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
12035
12036         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
12037                 return push_jmp_history(env, cur);
12038
12039         if (!add_new_state)
12040                 return push_jmp_history(env, cur);
12041
12042         /* There were no equivalent states, remember the current one.
12043          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
12044          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
12045          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
12046          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
12047          * again on the way to bpf_exit.
12048          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
12049          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
12050          */
12051         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
12052         if (!new_sl)
12053                 return -ENOMEM;
12054         env->total_states++;
12055         env->peak_states++;
12056         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
12057         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
12058
12059         /* add new state to the head of linked list */
12060         new = &new_sl->state;
12061         err = copy_verifier_state(new, cur);
12062         if (err) {
12063                 free_verifier_state(new, false);
12064                 kfree(new_sl);
12065                 return err;
12066         }
12067         new->insn_idx = insn_idx;
12068         WARN_ONCE(new->branches != 1,
12069                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
12070
12071         cur->parent = new;
12072         cur->first_insn_idx = insn_idx;
12073         clear_jmp_history(cur);
12074         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
12075         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
12076         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
12077          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
12078          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
12079          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
12080          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
12081          * from callee with its full parentage chain, anyway.
12082          */
12083         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
12084          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
12085          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
12086          * their parent and current state never has children yet.  Only
12087          * explored_states can get read marks.)
12088          */
12089         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
12090                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
12091                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
12092                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
12093                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
12094         }
12095
12096         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
12097         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
12098                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
12099                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
12100
12101                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
12102                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
12103                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
12104                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
12105                 }
12106         }
12107         return 0;
12108 }
12109
12110 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
12111 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
12112 {
12113         switch (base_type(type)) {
12114         case PTR_TO_CTX:
12115         case PTR_TO_SOCKET:
12116         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12117         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12118         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12119         case PTR_TO_BTF_ID:
12120                 return false;
12121         default:
12122                 return true;
12123         }
12124 }
12125
12126 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
12127  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
12128  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
12129  *
12130  * R1 = sock_ptr
12131  * goto X;
12132  * ...
12133  * R1 = some_other_valid_ptr;
12134  * goto X;
12135  * ...
12136  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
12137  */
12138 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
12139 {
12140         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
12141                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
12142 }
12143
12144 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
12145 {
12146         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
12147         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
12148         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
12149         struct bpf_reg_state *regs;
12150         int insn_cnt = env->prog->len;
12151         bool do_print_state = false;
12152         int prev_insn_idx = -1;
12153
12154         for (;;) {
12155                 struct bpf_insn *insn;
12156                 u8 class;
12157                 int err;
12158
12159                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
12160                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
12161                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
12162                                 env->insn_idx, insn_cnt);
12163                         return -EFAULT;
12164                 }
12165
12166                 insn = &insns[env->insn_idx];
12167                 class = BPF_CLASS(insn->code);
12168
12169                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
12170                         verbose(env,
12171                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
12172                                 env->insn_processed);
12173                         return -E2BIG;
12174                 }
12175
12176                 err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
12177                 if (err < 0)
12178                         return err;
12179                 if (err == 1) {
12180                         /* found equivalent state, can prune the search */
12181                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12182                                 if (do_print_state)
12183                                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
12184                                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12185                                                 env->cur_state->speculative ?
12186                                                 " (speculative execution)" : "");
12187                                 else
12188                                         verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
12189                         }
12190                         goto process_bpf_exit;
12191                 }
12192
12193                 if (signal_pending(current))
12194                         return -EAGAIN;
12195
12196                 if (need_resched())
12197                         cond_resched();
12198
12199                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
12200                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
12201                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
12202                                 env->cur_state->speculative ?
12203                                 " (speculative execution)" : "");
12204                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
12205                         do_print_state = false;
12206                 }
12207
12208                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
12209                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
12210                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
12211                                 .cb_print       = verbose,
12212                                 .private_data   = env,
12213                         };
12214
12215                         if (verifier_state_scratched(env))
12216                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
12217
12218                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
12219                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12220                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
12221                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
12222                         env->prev_insn_print_len = env->log.len_used - env->prev_log_len;
12223                         env->prev_log_len = env->log.len_used;
12224                 }
12225
12226                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
12227                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
12228                                                            env->prev_insn_idx);
12229                         if (err)
12230                                 return err;
12231                 }
12232
12233                 regs = cur_regs(env);
12234                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12235                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
12236
12237                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
12238                         err = check_alu_op(env, insn);
12239                         if (err)
12240                                 return err;
12241
12242                 } else if (class == BPF_LDX) {
12243                         enum bpf_reg_type *prev_src_type, src_reg_type;
12244
12245                         /* check for reserved fields is already done */
12246
12247                         /* check src operand */
12248                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12249                         if (err)
12250                                 return err;
12251
12252                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
12253                         if (err)
12254                                 return err;
12255
12256                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
12257
12258                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
12259                          * the state of dst_reg will be updated by this func
12260                          */
12261                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
12262                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12263                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false);
12264                         if (err)
12265                                 return err;
12266
12267                         prev_src_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12268
12269                         if (*prev_src_type == NOT_INIT) {
12270                                 /* saw a valid insn
12271                                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
12272                                  * save type to validate intersecting paths
12273                                  */
12274                                 *prev_src_type = src_reg_type;
12275
12276                         } else if (reg_type_mismatch(src_reg_type, *prev_src_type)) {
12277                                 /* ABuser program is trying to use the same insn
12278                                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
12279                                  * with different pointer types:
12280                                  * src_reg == ctx in one branch and
12281                                  * src_reg == stack|map in some other branch.
12282                                  * Reject it.
12283                                  */
12284                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12285                                 return -EINVAL;
12286                         }
12287
12288                 } else if (class == BPF_STX) {
12289                         enum bpf_reg_type *prev_dst_type, dst_reg_type;
12290
12291                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
12292                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
12293                                 if (err)
12294                                         return err;
12295                                 env->insn_idx++;
12296                                 continue;
12297                         }
12298
12299                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
12300                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
12301                                 return -EINVAL;
12302                         }
12303
12304                         /* check src1 operand */
12305                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
12306                         if (err)
12307                                 return err;
12308                         /* check src2 operand */
12309                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12310                         if (err)
12311                                 return err;
12312
12313                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
12314
12315                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12316                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12317                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12318                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false);
12319                         if (err)
12320                                 return err;
12321
12322                         prev_dst_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
12323
12324                         if (*prev_dst_type == NOT_INIT) {
12325                                 *prev_dst_type = dst_reg_type;
12326                         } else if (reg_type_mismatch(dst_reg_type, *prev_dst_type)) {
12327                                 verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
12328                                 return -EINVAL;
12329                         }
12330
12331                 } else if (class == BPF_ST) {
12332                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
12333                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
12334                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
12335                                 return -EINVAL;
12336                         }
12337                         /* check src operand */
12338                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
12339                         if (err)
12340                                 return err;
12341
12342                         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg)) {
12343                                 verbose(env, "BPF_ST stores into R%d %s is not allowed\n",
12344                                         insn->dst_reg,
12345                                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
12346                                 return -EACCES;
12347                         }
12348
12349                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
12350                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
12351                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
12352                                                BPF_WRITE, -1, false);
12353                         if (err)
12354                                 return err;
12355
12356                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
12357                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12358
12359                         env->jmps_processed++;
12360                         if (opcode == BPF_CALL) {
12361                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12362                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
12363                                      && insn->off != 0) ||
12364                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
12365                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
12366                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
12367                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12368                                     class == BPF_JMP32) {
12369                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
12370                                         return -EINVAL;
12371                                 }
12372
12373                                 if (env->cur_state->active_spin_lock &&
12374                                     (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL ||
12375                                      insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock)) {
12376                                         verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
12377                                         return -EINVAL;
12378                                 }
12379                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
12380                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
12381                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
12382                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
12383                                 else
12384                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
12385                                 if (err)
12386                                         return err;
12387                         } else if (opcode == BPF_JA) {
12388                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12389                                     insn->imm != 0 ||
12390                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12391                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12392                                     class == BPF_JMP32) {
12393                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
12394                                         return -EINVAL;
12395                                 }
12396
12397                                 env->insn_idx += insn->off + 1;
12398                                 continue;
12399
12400                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
12401                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
12402                                     insn->imm != 0 ||
12403                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
12404                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
12405                                     class == BPF_JMP32) {
12406                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
12407                                         return -EINVAL;
12408                                 }
12409
12410                                 if (env->cur_state->active_spin_lock) {
12411                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
12412                                         return -EINVAL;
12413                                 }
12414
12415                                 /* We must do check_reference_leak here before
12416                                  * prepare_func_exit to handle the case when
12417                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
12418                                  * function, for which reference_state must
12419                                  * match caller reference state when it exits.
12420                                  */
12421                                 err = check_reference_leak(env);
12422                                 if (err)
12423                                         return err;
12424
12425                                 if (state->curframe) {
12426                                         /* exit from nested function */
12427                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
12428                                         if (err)
12429                                                 return err;
12430                                         do_print_state = true;
12431                                         continue;
12432                                 }
12433
12434                                 err = check_return_code(env);
12435                                 if (err)
12436                                         return err;
12437 process_bpf_exit:
12438                                 mark_verifier_state_scratched(env);
12439                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
12440                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
12441                                                 &env->insn_idx, pop_log);
12442                                 if (err < 0) {
12443                                         if (err != -ENOENT)
12444                                                 return err;
12445                                         break;
12446                                 } else {
12447                                         do_print_state = true;
12448                                         continue;
12449                                 }
12450                         } else {
12451                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
12452                                 if (err)
12453                                         return err;
12454                         }
12455                 } else if (class == BPF_LD) {
12456                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
12457
12458                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
12459                                 err = check_ld_abs(env, insn);
12460                                 if (err)
12461                                         return err;
12462
12463                         } else if (mode == BPF_IMM) {
12464                                 err = check_ld_imm(env, insn);
12465                                 if (err)
12466                                         return err;
12467
12468                                 env->insn_idx++;
12469                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
12470                         } else {
12471                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
12472                                 return -EINVAL;
12473                         }
12474                 } else {
12475                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
12476                         return -EINVAL;
12477                 }
12478
12479                 env->insn_idx++;
12480         }
12481
12482         return 0;
12483 }
12484
12485 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
12486 {
12487         const struct btf_type *t;
12488         const char *tname;
12489         int i, n;
12490
12491         /*
12492          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
12493          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
12494          * types to look at only module's own BTF types.
12495          */
12496         n = btf_nr_types(btf);
12497         if (btf_is_module(btf))
12498                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
12499         else
12500                 i = 1;
12501
12502         for(; i < n; i++) {
12503                 t = btf_type_by_id(btf, i);
12504                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
12505                         continue;
12506
12507                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12508                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
12509                         return i;
12510         }
12511
12512         return -ENOENT;
12513 }
12514
12515 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
12516 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
12517                                struct bpf_insn *insn,
12518                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
12519 {
12520         const struct btf_var_secinfo *vsi;
12521         const struct btf_type *datasec;
12522         struct btf_mod_pair *btf_mod;
12523         const struct btf_type *t;
12524         const char *sym_name;
12525         bool percpu = false;
12526         u32 type, id = insn->imm;
12527         struct btf *btf;
12528         s32 datasec_id;
12529         u64 addr;
12530         int i, btf_fd, err;
12531
12532         btf_fd = insn[1].imm;
12533         if (btf_fd) {
12534                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
12535                 if (IS_ERR(btf)) {
12536                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
12537                         return -EINVAL;
12538                 }
12539         } else {
12540                 if (!btf_vmlinux) {
12541                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
12542                         return -EINVAL;
12543                 }
12544                 btf = btf_vmlinux;
12545                 btf_get(btf);
12546         }
12547
12548         t = btf_type_by_id(btf, id);
12549         if (!t) {
12550                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
12551                 err = -ENOENT;
12552                 goto err_put;
12553         }
12554
12555         if (!btf_type_is_var(t)) {
12556                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR.\n", id);
12557                 err = -EINVAL;
12558                 goto err_put;
12559         }
12560
12561         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12562         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
12563         if (!addr) {
12564                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
12565                         sym_name);
12566                 err = -ENOENT;
12567                 goto err_put;
12568         }
12569
12570         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
12571         if (datasec_id > 0) {
12572                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
12573                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
12574                         if (vsi->type == id) {
12575                                 percpu = true;
12576                                 break;
12577                         }
12578                 }
12579         }
12580
12581         insn[0].imm = (u32)addr;
12582         insn[1].imm = addr >> 32;
12583
12584         type = t->type;
12585         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
12586         if (percpu) {
12587                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
12588                 aux->btf_var.btf = btf;
12589                 aux->btf_var.btf_id = type;
12590         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
12591                 const struct btf_type *ret;
12592                 const char *tname;
12593                 u32 tsize;
12594
12595                 /* resolve the type size of ksym. */
12596                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
12597                 if (IS_ERR(ret)) {
12598                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
12599                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
12600                                 tname, PTR_ERR(ret));
12601                         err = -EINVAL;
12602                         goto err_put;
12603                 }
12604                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
12605                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
12606         } else {
12607                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
12608                 aux->btf_var.btf = btf;
12609                 aux->btf_var.btf_id = type;
12610         }
12611
12612         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
12613         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
12614                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
12615                         btf_put(btf);
12616                         return 0;
12617                 }
12618         }
12619
12620         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
12621                 err = -E2BIG;
12622                 goto err_put;
12623         }
12624
12625         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
12626         btf_mod->btf = btf;
12627         btf_mod->module = NULL;
12628
12629         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
12630         if (btf_is_module(btf)) {
12631                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
12632                 if (!btf_mod->module) {
12633                         err = -ENXIO;
12634                         goto err_put;
12635                 }
12636         }
12637
12638         env->used_btf_cnt++;
12639
12640         return 0;
12641 err_put:
12642         btf_put(btf);
12643         return err;
12644 }
12645
12646 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
12647 {
12648         switch (type) {
12649         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
12650         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
12651         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
12652         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
12653         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
12654                 return true;
12655         default:
12656                 return false;
12657         }
12658 }
12659
12660 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
12661                                         struct bpf_map *map,
12662                                         struct bpf_prog *prog)
12663
12664 {
12665         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
12666
12667         if (map_value_has_spin_lock(map)) {
12668                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
12669                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12670                         return -EINVAL;
12671                 }
12672
12673                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12674                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12675                         return -EINVAL;
12676                 }
12677
12678                 if (prog->aux->sleepable) {
12679                         verbose(env, "sleepable progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
12680                         return -EINVAL;
12681                 }
12682         }
12683
12684         if (map_value_has_timer(map)) {
12685                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
12686                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
12687                         return -EINVAL;
12688                 }
12689         }
12690
12691         if ((bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) || bpf_map_is_dev_bound(map)) &&
12692             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
12693                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
12694                 return -EINVAL;
12695         }
12696
12697         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
12698                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
12699                 return -EINVAL;
12700         }
12701
12702         if (prog->aux->sleepable)
12703                 switch (map->map_type) {
12704                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
12705                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
12706                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
12707                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
12708                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
12709                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
12710                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
12711                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
12712                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
12713                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
12714                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
12715                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
12716                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
12717                         break;
12718                 default:
12719                         verbose(env,
12720                                 "Sleepable programs can only use array, hash, and ringbuf maps\n");
12721                         return -EINVAL;
12722                 }
12723
12724         return 0;
12725 }
12726
12727 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
12728 {
12729         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
12730                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
12731 }
12732
12733 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
12734  *
12735  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
12736  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
12737  *
12738  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
12739  */
12740 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
12741 {
12742         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12743         int insn_cnt = env->prog->len;
12744         int i, j, err;
12745
12746         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
12747         if (err)
12748                 return err;
12749
12750         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12751                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
12752                     (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0)) {
12753                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
12754                         return -EINVAL;
12755                 }
12756
12757                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
12758                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
12759                         struct bpf_map *map;
12760                         struct fd f;
12761                         u64 addr;
12762                         u32 fd;
12763
12764                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
12765                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
12766                             insn[1].off != 0) {
12767                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
12768                                 return -EINVAL;
12769                         }
12770
12771                         if (insn[0].src_reg == 0)
12772                                 /* valid generic load 64-bit imm */
12773                                 goto next_insn;
12774
12775                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
12776                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12777                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
12778                                 if (err)
12779                                         return err;
12780                                 goto next_insn;
12781                         }
12782
12783                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
12784                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
12785                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
12786                                 goto next_insn;
12787                         }
12788
12789                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
12790                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
12791                          */
12792                         switch (insn[0].src_reg) {
12793                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
12794                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12795                                 break;
12796                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
12797                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12798                                 if (insn[1].imm == 0)
12799                                         break;
12800                                 fallthrough;
12801                         default:
12802                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
12803                                 return -EINVAL;
12804                         }
12805
12806                         switch (insn[0].src_reg) {
12807                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
12808                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
12809                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
12810                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
12811                                         return -EPROTO;
12812                                 }
12813                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
12814                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
12815                                                             sizeof(fd)))
12816                                         return -EFAULT;
12817                                 break;
12818                         default:
12819                                 fd = insn[0].imm;
12820                                 break;
12821                         }
12822
12823                         f = fdget(fd);
12824                         map = __bpf_map_get(f);
12825                         if (IS_ERR(map)) {
12826                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
12827                                         insn[0].imm);
12828                                 return PTR_ERR(map);
12829                         }
12830
12831                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
12832                         if (err) {
12833                                 fdput(f);
12834                                 return err;
12835                         }
12836
12837                         aux = &env->insn_aux_data[i];
12838                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
12839                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
12840                                 addr = (unsigned long)map;
12841                         } else {
12842                                 u32 off = insn[1].imm;
12843
12844                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
12845                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
12846                                         fdput(f);
12847                                         return -EINVAL;
12848                                 }
12849
12850                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
12851                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
12852                                         fdput(f);
12853                                         return -EINVAL;
12854                                 }
12855
12856                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
12857                                 if (err) {
12858                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
12859                                                 map->value_size, off);
12860                                         fdput(f);
12861                                         return err;
12862                                 }
12863
12864                                 aux->map_off = off;
12865                                 addr += off;
12866                         }
12867
12868                         insn[0].imm = (u32)addr;
12869                         insn[1].imm = addr >> 32;
12870
12871                         /* check whether we recorded this map already */
12872                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
12873                                 if (env->used_maps[j] == map) {
12874                                         aux->map_index = j;
12875                                         fdput(f);
12876                                         goto next_insn;
12877                                 }
12878                         }
12879
12880                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
12881                                 fdput(f);
12882                                 return -E2BIG;
12883                         }
12884
12885                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
12886                          * the map will be released by release_maps() or it
12887                          * will be used by the valid program until it's unloaded
12888                          * and all maps are released in free_used_maps()
12889                          */
12890                         bpf_map_inc(map);
12891
12892                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
12893                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
12894
12895                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
12896                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
12897                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
12898                                 fdput(f);
12899                                 return -EBUSY;
12900                         }
12901
12902                         fdput(f);
12903 next_insn:
12904                         insn++;
12905                         i++;
12906                         continue;
12907                 }
12908
12909                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
12910                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
12911                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
12912                         return -EINVAL;
12913                 }
12914         }
12915
12916         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
12917          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
12918          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
12919          */
12920         return 0;
12921 }
12922
12923 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12924 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
12925 {
12926         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
12927                              env->used_map_cnt);
12928 }
12929
12930 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
12931 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
12932 {
12933         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
12934                              env->used_btf_cnt);
12935 }
12936
12937 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
12938 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
12939 {
12940         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
12941         int insn_cnt = env->prog->len;
12942         int i;
12943
12944         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
12945                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
12946                         continue;
12947                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
12948                         continue;
12949                 insn->src_reg = 0;
12950         }
12951 }
12952
12953 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
12954  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
12955  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
12956  */
12957 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
12958                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
12959                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
12960 {
12961         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
12962         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
12963         u32 old_seen = old_data[off].seen;
12964         u32 prog_len;
12965         int i;
12966
12967         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
12968          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
12969          * original insn at old prog.
12970          */
12971         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
12972
12973         if (cnt == 1)
12974                 return;
12975         prog_len = new_prog->len;
12976
12977         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
12978         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
12979                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
12980         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
12981                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
12982                 new_data[i].seen = old_seen;
12983                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
12984         }
12985         env->insn_aux_data = new_data;
12986         vfree(old_data);
12987 }
12988
12989 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
12990 {
12991         int i;
12992
12993         if (len == 1)
12994                 return;
12995         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
12996         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
12997                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
12998                         continue;
12999                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
13000         }
13001 }
13002
13003 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
13004 {
13005         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
13006         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
13007         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
13008
13009         for (i = 0; i < sz; i++) {
13010                 desc = &tab[i];
13011                 if (desc->insn_idx <= off)
13012                         continue;
13013                 desc->insn_idx += len - 1;
13014         }
13015 }
13016
13017 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13018                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
13019 {
13020         struct bpf_prog *new_prog;
13021         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
13022
13023         if (len > 1) {
13024                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
13025                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
13026                 if (!new_data)
13027                         return NULL;
13028         }
13029
13030         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
13031         if (IS_ERR(new_prog)) {
13032                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
13033                         verbose(env,
13034                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
13035                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
13036                 vfree(new_data);
13037                 return NULL;
13038         }
13039         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
13040         adjust_subprog_starts(env, off, len);
13041         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
13042         return new_prog;
13043 }
13044
13045 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
13046                                               u32 off, u32 cnt)
13047 {
13048         int i, j;
13049
13050         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
13051         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
13052                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
13053                         break;
13054         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
13055         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
13056                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
13057                         break;
13058         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
13059          * the front of previous prog
13060          */
13061         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
13062                 j--;
13063
13064         if (j > i) {
13065                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
13066                 int move;
13067
13068                 /* move fake 'exit' subprog as well */
13069                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
13070
13071                 memmove(env->subprog_info + i,
13072                         env->subprog_info + j,
13073                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
13074                 env->subprog_cnt -= j - i;
13075
13076                 /* remove func_info */
13077                 if (aux->func_info) {
13078                         move = aux->func_info_cnt - j;
13079
13080                         memmove(aux->func_info + i,
13081                                 aux->func_info + j,
13082                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
13083                         aux->func_info_cnt -= j - i;
13084                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
13085                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
13086                          */
13087                 }
13088         } else {
13089                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
13090                 if (env->subprog_info[i].start == off)
13091                         i++;
13092         }
13093
13094         /* update fake 'exit' subprog as well */
13095         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
13096                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
13097
13098         return 0;
13099 }
13100
13101 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
13102                                       u32 cnt)
13103 {
13104         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13105         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
13106         struct bpf_line_info *linfo;
13107
13108         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13109         if (!nr_linfo)
13110                 return 0;
13111
13112         linfo = prog->aux->linfo;
13113
13114         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
13115         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
13116                 if (linfo[i].insn_off >= off)
13117                         break;
13118
13119         l_off = i;
13120         l_cnt = 0;
13121         for (; i < nr_linfo; i++)
13122                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
13123                         l_cnt++;
13124                 else
13125                         break;
13126
13127         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
13128          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
13129          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
13130          */
13131         if (prog->len != off && l_cnt &&
13132             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
13133                 l_cnt--;
13134                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
13135         }
13136
13137         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
13138         if (l_cnt) {
13139                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
13140                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
13141
13142                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
13143                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13144         }
13145
13146         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
13147         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
13148                 linfo[i].insn_off -= cnt;
13149
13150         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
13151         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
13152                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
13153                         /* program may have started in the removed region but
13154                          * may not be fully removed
13155                          */
13156                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
13157                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
13158                         else
13159                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
13160                 }
13161
13162         return 0;
13163 }
13164
13165 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
13166 {
13167         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13168         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
13169         int err;
13170
13171         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13172                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
13173
13174         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
13175         if (err)
13176                 return err;
13177
13178         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
13179         if (err)
13180                 return err;
13181
13182         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
13183         if (err)
13184                 return err;
13185
13186         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
13187                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
13188
13189         return 0;
13190 }
13191
13192 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
13193  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
13194  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
13195  * with 'ja -1'.
13196  *
13197  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
13198  * program and through another bug we would manage to jump there, then
13199  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
13200  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
13201  * code could be located.
13202  */
13203 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13204 {
13205         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13206         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
13207         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13208         const int insn_cnt = env->prog->len;
13209         int i;
13210
13211         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13212                 if (aux_data[i].seen)
13213                         continue;
13214                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
13215                 aux_data[i].zext_dst = false;
13216         }
13217 }
13218
13219 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
13220 {
13221         u8 op;
13222
13223         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
13224                 return true;
13225
13226         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
13227                 return false;
13228
13229         op = BPF_OP(code);
13230         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
13231 }
13232
13233 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
13234 {
13235         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13236         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13237         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13238         const int insn_cnt = env->prog->len;
13239         int i;
13240
13241         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13242                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
13243                         continue;
13244
13245                 if (!aux_data[i + 1].seen)
13246                         ja.off = insn->off;
13247                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
13248                         ja.off = 0;
13249                 else
13250                         continue;
13251
13252                 if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13253                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
13254
13255                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
13256         }
13257 }
13258
13259 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
13260 {
13261         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
13262         int insn_cnt = env->prog->len;
13263         int i, err;
13264
13265         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13266                 int j;
13267
13268                 j = 0;
13269                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
13270                         j++;
13271                 if (!j)
13272                         continue;
13273
13274                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
13275                 if (err)
13276                         return err;
13277                 insn_cnt = env->prog->len;
13278         }
13279
13280         return 0;
13281 }
13282
13283 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
13284 {
13285         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
13286         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
13287         int insn_cnt = env->prog->len;
13288         int i, err;
13289
13290         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
13291                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
13292                         continue;
13293
13294                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
13295                 if (err)
13296                         return err;
13297                 insn_cnt--;
13298                 i--;
13299         }
13300
13301         return 0;
13302 }
13303
13304 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
13305                                          const union bpf_attr *attr)
13306 {
13307         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
13308         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
13309         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
13310         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
13311         struct bpf_prog *new_prog;
13312         bool rnd_hi32;
13313
13314         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
13315         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
13316         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
13317         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
13318         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
13319         for (i = 0; i < len; i++) {
13320                 int adj_idx = i + delta;
13321                 struct bpf_insn insn;
13322                 int load_reg;
13323
13324                 insn = insns[adj_idx];
13325                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
13326                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
13327                         u8 code, class;
13328                         u32 imm_rnd;
13329
13330                         if (!rnd_hi32)
13331                                 continue;
13332
13333                         code = insn.code;
13334                         class = BPF_CLASS(code);
13335                         if (load_reg == -1)
13336                                 continue;
13337
13338                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
13339                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
13340                          *       here.
13341                          */
13342                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
13343                                 if (class == BPF_LD &&
13344                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
13345                                         i++;
13346                                 continue;
13347                         }
13348
13349                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
13350                         if (class == BPF_LDX &&
13351                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
13352                                 continue;
13353
13354                         imm_rnd = get_random_u32();
13355                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
13356                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
13357                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
13358                         patch = rnd_hi32_patch;
13359                         patch_len = 4;
13360                         goto apply_patch_buffer;
13361                 }
13362
13363                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
13364                  * it or b) it's a CMPXCHG.
13365                  *
13366                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
13367                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
13368                  * equivalent instruction only does this load when the
13369                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
13370                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
13371                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
13372                  */
13373                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
13374                         continue;
13375
13376                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
13377                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
13378                         return -EFAULT;
13379                 }
13380
13381                 zext_patch[0] = insn;
13382                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
13383                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
13384                 patch = zext_patch;
13385                 patch_len = 2;
13386 apply_patch_buffer:
13387                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
13388                 if (!new_prog)
13389                         return -ENOMEM;
13390                 env->prog = new_prog;
13391                 insns = new_prog->insnsi;
13392                 aux = env->insn_aux_data;
13393                 delta += patch_len - 1;
13394         }
13395
13396         return 0;
13397 }
13398
13399 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
13400  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
13401  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
13402  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
13403  */
13404 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
13405 {
13406         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
13407         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
13408         const int insn_cnt = env->prog->len;
13409         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
13410         u32 target_size, size_default, off;
13411         struct bpf_prog *new_prog;
13412         enum bpf_access_type type;
13413         bool is_narrower_load;
13414
13415         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
13416                 if (!ops->gen_prologue) {
13417                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13418                         return -EINVAL;
13419                 }
13420                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
13421                                         env->prog);
13422                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13423                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13424                         return -EINVAL;
13425                 } else if (cnt) {
13426                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
13427                         if (!new_prog)
13428                                 return -ENOMEM;
13429
13430                         env->prog = new_prog;
13431                         delta += cnt - 1;
13432                 }
13433         }
13434
13435         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
13436                 return 0;
13437
13438         insn = env->prog->insnsi + delta;
13439
13440         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13441                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
13442                 bool ctx_access;
13443
13444                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13445                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13446                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13447                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13448                         type = BPF_READ;
13449                         ctx_access = true;
13450                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
13451                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
13452                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
13453                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
13454                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
13455                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
13456                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
13457                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
13458                         type = BPF_WRITE;
13459                         ctx_access = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX;
13460                 } else {
13461                         continue;
13462                 }
13463
13464                 if (type == BPF_WRITE &&
13465                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
13466                         struct bpf_insn patch[] = {
13467                                 *insn,
13468                                 BPF_ST_NOSPEC(),
13469                         };
13470
13471                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
13472                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
13473                         if (!new_prog)
13474                                 return -ENOMEM;
13475
13476                         delta    += cnt - 1;
13477                         env->prog = new_prog;
13478                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13479                         continue;
13480                 }
13481
13482                 if (!ctx_access)
13483                         continue;
13484
13485                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
13486                 case PTR_TO_CTX:
13487                         if (!ops->convert_ctx_access)
13488                                 continue;
13489                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
13490                         break;
13491                 case PTR_TO_SOCKET:
13492                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
13493                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
13494                         break;
13495                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
13496                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
13497                         break;
13498                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
13499                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
13500                         break;
13501                 case PTR_TO_BTF_ID:
13502                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
13503                         if (type == BPF_READ) {
13504                                 insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
13505                                         BPF_SIZE((insn)->code);
13506                                 env->prog->aux->num_exentries++;
13507                         }
13508                         continue;
13509                 default:
13510                         continue;
13511                 }
13512
13513                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
13514                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
13515
13516                 /* If the read access is a narrower load of the field,
13517                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
13518                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
13519                  * we will apply proper mask to the result.
13520                  */
13521                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
13522                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
13523                 off = insn->off;
13524                 if (is_narrower_load) {
13525                         u8 size_code;
13526
13527                         if (type == BPF_WRITE) {
13528                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
13529                                 return -EINVAL;
13530                         }
13531
13532                         size_code = BPF_H;
13533                         if (ctx_field_size == 4)
13534                                 size_code = BPF_W;
13535                         else if (ctx_field_size == 8)
13536                                 size_code = BPF_DW;
13537
13538                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
13539                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
13540                 }
13541
13542                 target_size = 0;
13543                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
13544                                          &target_size);
13545                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
13546                     (ctx_field_size && !target_size)) {
13547                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13548                         return -EINVAL;
13549                 }
13550
13551                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
13552                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
13553                                 off, size, size_default) * 8;
13554                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13555                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
13556                                 return -EINVAL;
13557                         }
13558                         if (ctx_field_size <= 4) {
13559                                 if (shift)
13560                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
13561                                                                         insn->dst_reg,
13562                                                                         shift);
13563                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13564                                                                 (1 << size * 8) - 1);
13565                         } else {
13566                                 if (shift)
13567                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
13568                                                                         insn->dst_reg,
13569                                                                         shift);
13570                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
13571                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
13572                         }
13573                 }
13574
13575                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13576                 if (!new_prog)
13577                         return -ENOMEM;
13578
13579                 delta += cnt - 1;
13580
13581                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
13582                 env->prog = new_prog;
13583                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13584         }
13585
13586         return 0;
13587 }
13588
13589 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
13590 {
13591         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
13592         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
13593         struct bpf_map *map_ptr;
13594         struct bpf_insn *insn;
13595         void *old_bpf_func;
13596         int err, num_exentries;
13597
13598         if (env->subprog_cnt <= 1)
13599                 return 0;
13600
13601         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13602                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
13603                         continue;
13604
13605                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
13606                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
13607                  * propagated in any case.
13608                  */
13609                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
13610                 if (subprog < 0) {
13611                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
13612                                   i + insn->imm + 1);
13613                         return -EFAULT;
13614                 }
13615                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
13616                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
13617                  */
13618                 insn->off = subprog;
13619                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
13620                  * to interpreter will be needed
13621                  */
13622                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
13623                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
13624                 insn->imm = 1;
13625                 if (bpf_pseudo_func(insn))
13626                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
13627                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
13628                          * Force a non zero here.
13629                          */
13630                         insn[1].imm = 1;
13631         }
13632
13633         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
13634         if (err)
13635                 goto out_undo_insn;
13636
13637         err = -ENOMEM;
13638         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
13639         if (!func)
13640                 goto out_undo_insn;
13641
13642         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13643                 subprog_start = subprog_end;
13644                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
13645
13646                 len = subprog_end - subprog_start;
13647                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
13648                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
13649                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
13650                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
13651                  */
13652                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
13653                 if (!func[i])
13654                         goto out_free;
13655                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
13656                        len * sizeof(struct bpf_insn));
13657                 func[i]->type = prog->type;
13658                 func[i]->len = len;
13659                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
13660                         goto out_free;
13661                 func[i]->is_func = 1;
13662                 func[i]->aux->func_idx = i;
13663                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
13664                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
13665                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
13666                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
13667                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
13668                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
13669
13670                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
13671                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
13672
13673                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
13674                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
13675                             poke->insn_idx >= subprog_start)
13676                                 poke->aux = func[i]->aux;
13677                 }
13678
13679                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
13680                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
13681                 func[i]->jit_requested = 1;
13682                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
13683                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
13684                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
13685                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
13686                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
13687                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
13688                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
13689                 num_exentries = 0;
13690                 insn = func[i]->insnsi;
13691                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13692                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
13693                             BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM)
13694                                 num_exentries++;
13695                 }
13696                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
13697                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
13698                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13699                 if (!func[i]->jited) {
13700                         err = -ENOTSUPP;
13701                         goto out_free;
13702                 }
13703                 cond_resched();
13704         }
13705
13706         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
13707          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
13708          * run last pass of JIT
13709          */
13710         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13711                 insn = func[i]->insnsi;
13712                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
13713                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13714                                 subprog = insn->off;
13715                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
13716                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
13717                                 continue;
13718                         }
13719                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
13720                                 continue;
13721                         subprog = insn->off;
13722                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
13723                 }
13724
13725                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
13726                  * of the JITed images for each function in the program
13727                  *
13728                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
13729                  * might not be large enough to hold the offset of the start
13730                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
13731                  *
13732                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
13733                  * by using its subprog id, available from the off field of
13734                  * the call instruction, as an index for this list
13735                  */
13736                 func[i]->aux->func = func;
13737                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13738         }
13739         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13740                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
13741                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
13742                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
13743                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
13744                         err = -ENOTSUPP;
13745                         goto out_free;
13746                 }
13747                 cond_resched();
13748         }
13749
13750         /* finally lock prog and jit images for all functions and
13751          * populate kallsysm
13752          */
13753         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13754                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
13755                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
13756         }
13757
13758         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
13759          * prog consistent for later dump requests, so they can
13760          * later look the same as if they were interpreted only.
13761          */
13762         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13763                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13764                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13765                         insn[1].imm = insn->off;
13766                         insn->off = 0;
13767                         continue;
13768                 }
13769                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13770                         continue;
13771                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13772                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
13773                 insn->imm = subprog;
13774         }
13775
13776         prog->jited = 1;
13777         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
13778         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
13779         prog->aux->func = func;
13780         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
13781         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13782         return 0;
13783 out_free:
13784         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
13785          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
13786          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
13787          */
13788         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
13789                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
13790                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
13791         }
13792         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
13793          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
13794          * released with the main prog.
13795          */
13796         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
13797                 if (!func[i])
13798                         continue;
13799                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
13800                 bpf_jit_free(func[i]);
13801         }
13802         kfree(func);
13803 out_undo_insn:
13804         /* cleanup main prog to be interpreted */
13805         prog->jit_requested = 0;
13806         prog->blinding_requested = 0;
13807         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
13808                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13809                         continue;
13810                 insn->off = 0;
13811                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
13812         }
13813         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
13814         return err;
13815 }
13816
13817 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
13818 {
13819 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13820         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13821         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13822         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
13823         int i, depth;
13824 #endif
13825         int err = 0;
13826
13827         if (env->prog->jit_requested &&
13828             !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
13829                 err = jit_subprogs(env);
13830                 if (err == 0)
13831                         return 0;
13832                 if (err == -EFAULT)
13833                         return err;
13834         }
13835 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
13836         if (has_kfunc_call) {
13837                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
13838                 return -EINVAL;
13839         }
13840         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
13841                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
13842                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13843                  */
13844                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
13845                 return -EINVAL;
13846         }
13847         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
13848                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
13849                         /* When JIT fails the progs with callback calls
13850                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
13851                          */
13852                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
13853                         return -EINVAL;
13854                 }
13855
13856                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
13857                         continue;
13858                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
13859                 if (depth < 0)
13860                         return depth;
13861                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
13862         }
13863         err = 0;
13864 #endif
13865         return err;
13866 }
13867
13868 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env,
13869                             struct bpf_insn *insn)
13870 {
13871         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
13872
13873         if (!insn->imm) {
13874                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
13875                 return -EINVAL;
13876         }
13877
13878         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with
13879          * an address (relative to __bpf_base_call).
13880          */
13881         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
13882         if (!desc) {
13883                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
13884                         insn->imm);
13885                 return -EFAULT;
13886         }
13887
13888         insn->imm = desc->imm;
13889
13890         return 0;
13891 }
13892
13893 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
13894  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
13895  */
13896 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
13897 {
13898         struct bpf_prog *prog = env->prog;
13899         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
13900         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
13901         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
13902         const struct bpf_func_proto *fn;
13903         const int insn_cnt = prog->len;
13904         const struct bpf_map_ops *ops;
13905         struct bpf_insn_aux_data *aux;
13906         struct bpf_insn insn_buf[16];
13907         struct bpf_prog *new_prog;
13908         struct bpf_map *map_ptr;
13909         int i, ret, cnt, delta = 0;
13910
13911         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
13912                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
13913                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
13914                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
13915                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
13916                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
13917                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
13918                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
13919                         struct bpf_insn *patchlet;
13920                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
13921                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
13922                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13923                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
13924                                              0, 2, 0),
13925                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13926                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13927                                 *insn,
13928                         };
13929                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
13930                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
13931                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
13932                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
13933                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
13934                                 *insn,
13935                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
13936                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
13937                         };
13938
13939                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
13940                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
13941                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
13942
13943                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
13944                         if (!new_prog)
13945                                 return -ENOMEM;
13946
13947                         delta    += cnt - 1;
13948                         env->prog = prog = new_prog;
13949                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13950                         continue;
13951                 }
13952
13953                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
13954                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
13955                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
13956                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
13957                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
13958                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
13959                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
13960                                 return -EINVAL;
13961                         }
13962
13963                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
13964                         if (!new_prog)
13965                                 return -ENOMEM;
13966
13967                         delta    += cnt - 1;
13968                         env->prog = prog = new_prog;
13969                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
13970                         continue;
13971                 }
13972
13973                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
13974                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
13975                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
13976                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
13977                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
13978                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
13979                         bool issrc, isneg, isimm;
13980                         u32 off_reg;
13981
13982                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
13983                         if (!aux->alu_state ||
13984                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
13985                                 continue;
13986
13987                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
13988                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
13989                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
13990                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
13991
13992                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
13993                         if (isimm) {
13994                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13995                         } else {
13996                                 if (isneg)
13997                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
13998                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
13999                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
14000                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
14001                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
14002                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
14003                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
14004                         }
14005                         if (!issrc)
14006                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
14007                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
14008                         if (isneg)
14009                                 insn->code = insn->code == code_add ?
14010                                              code_sub : code_add;
14011                         *patch++ = *insn;
14012                         if (issrc && isneg && !isimm)
14013                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
14014                         cnt = patch - insn_buf;
14015
14016                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14017                         if (!new_prog)
14018                                 return -ENOMEM;
14019
14020                         delta    += cnt - 1;
14021                         env->prog = prog = new_prog;
14022                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14023                         continue;
14024                 }
14025
14026                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
14027                         continue;
14028                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
14029                         continue;
14030                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14031                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn);
14032                         if (ret)
14033                                 return ret;
14034                         continue;
14035                 }
14036
14037                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
14038                         prog->dst_needed = 1;
14039                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
14040                         bpf_user_rnd_init_once();
14041                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
14042                         prog->kprobe_override = 1;
14043                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
14044                         /* If we tail call into other programs, we
14045                          * cannot make any assumptions since they can
14046                          * be replaced dynamically during runtime in
14047                          * the program array.
14048                          */
14049                         prog->cb_access = 1;
14050                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
14051                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
14052                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
14053
14054                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
14055                          * conditional branch in the interpreter for every normal
14056                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
14057                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
14058                          */
14059                         insn->imm = 0;
14060                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
14061
14062                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14063                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
14064                             prog->jit_requested &&
14065                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
14066                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
14067                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
14068                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
14069                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
14070                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
14071                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
14072                                         .insn_idx = i + delta,
14073                                 };
14074
14075                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
14076                                 if (ret < 0) {
14077                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
14078                                         return ret;
14079                                 }
14080
14081                                 insn->imm = ret + 1;
14082                                 continue;
14083                         }
14084
14085                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
14086                                 continue;
14087
14088                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
14089                          * emit two extra insns:
14090                          * if (index >= max_entries) goto out;
14091                          * index &= array->index_mask;
14092                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
14093                          */
14094                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
14095                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
14096                                 return -EINVAL;
14097                         }
14098
14099                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14100                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
14101                                                   map_ptr->max_entries, 2);
14102                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
14103                                                     container_of(map_ptr,
14104                                                                  struct bpf_array,
14105                                                                  map)->index_mask);
14106                         insn_buf[2] = *insn;
14107                         cnt = 3;
14108                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14109                         if (!new_prog)
14110                                 return -ENOMEM;
14111
14112                         delta    += cnt - 1;
14113                         env->prog = prog = new_prog;
14114                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14115                         continue;
14116                 }
14117
14118                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
14119                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
14120                          * with different maps and the register states prepared by
14121                          * set_timer_callback_state will be accurate.
14122                          *
14123                          * The following use case is valid:
14124                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
14125                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
14126                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
14127                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
14128                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
14129                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
14130                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
14131                          */
14132                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
14133                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
14134                         };
14135
14136                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
14137                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
14138                         insn_buf[2] = *insn;
14139                         cnt = 3;
14140
14141                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14142                         if (!new_prog)
14143                                 return -ENOMEM;
14144
14145                         delta    += cnt - 1;
14146                         env->prog = prog = new_prog;
14147                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14148                         goto patch_call_imm;
14149                 }
14150
14151                 if (insn->imm == BPF_FUNC_task_storage_get ||
14152                     insn->imm == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
14153                     insn->imm == BPF_FUNC_inode_storage_get) {
14154                         if (env->prog->aux->sleepable)
14155                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
14156                         else
14157                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
14158                         insn_buf[1] = *insn;
14159                         cnt = 2;
14160
14161                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14162                         if (!new_prog)
14163                                 return -ENOMEM;
14164
14165                         delta += cnt - 1;
14166                         env->prog = prog = new_prog;
14167                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
14168                         goto patch_call_imm;
14169                 }
14170
14171                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
14172                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
14173                  * only.
14174                  */
14175                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14176                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
14177                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
14178                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
14179                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
14180                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
14181                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
14182                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
14183                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
14184                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
14185                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
14186                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
14187                                 goto patch_call_imm;
14188
14189                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
14190                         ops = map_ptr->ops;
14191                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
14192                             ops->map_gen_lookup) {
14193                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
14194                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
14195                                         goto patch_map_ops_generic;
14196                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
14197                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14198                                         return -EINVAL;
14199                                 }
14200
14201                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
14202                                                                insn_buf, cnt);
14203                                 if (!new_prog)
14204                                         return -ENOMEM;
14205
14206                                 delta    += cnt - 1;
14207                                 env->prog = prog = new_prog;
14208                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14209                                 continue;
14210                         }
14211
14212                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
14213                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14214                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
14215                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
14216                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
14217                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
14218                                               u64 flags))NULL));
14219                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
14220                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value,
14221                                               u64 flags))NULL));
14222                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
14223                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14224                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
14225                                      (int (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
14226                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
14227                                      (int (*)(struct bpf_map *map, u32 ifindex, u64 flags))NULL));
14228                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
14229                                      (int (*)(struct bpf_map *map,
14230                                               bpf_callback_t callback_fn,
14231                                               void *callback_ctx,
14232                                               u64 flags))NULL));
14233                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
14234                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
14235
14236 patch_map_ops_generic:
14237                         switch (insn->imm) {
14238                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
14239                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
14240                                 continue;
14241                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
14242                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
14243                                 continue;
14244                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
14245                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
14246                                 continue;
14247                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
14248                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
14249                                 continue;
14250                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
14251                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
14252                                 continue;
14253                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
14254                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
14255                                 continue;
14256                         case BPF_FUNC_redirect_map:
14257                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
14258                                 continue;
14259                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
14260                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
14261                                 continue;
14262                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
14263                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
14264                                 continue;
14265                         }
14266
14267                         goto patch_call_imm;
14268                 }
14269
14270                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
14271                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
14272                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
14273                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
14274                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
14275                                              (unsigned long)&jiffies),
14276                         };
14277
14278                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
14279                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
14280                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
14281                                                   BPF_REG_0, 0);
14282                         cnt = 3;
14283
14284                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
14285                                                        cnt);
14286                         if (!new_prog)
14287                                 return -ENOMEM;
14288
14289                         delta    += cnt - 1;
14290                         env->prog = prog = new_prog;
14291                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14292                         continue;
14293                 }
14294
14295                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
14296                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14297                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
14298                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14299                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14300                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
14301                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
14302                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
14303                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
14304                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14305                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14306                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
14307                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
14308                         cnt = 9;
14309
14310                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14311                         if (!new_prog)
14312                                 return -ENOMEM;
14313
14314                         delta    += cnt - 1;
14315                         env->prog = prog = new_prog;
14316                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14317                         continue;
14318                 }
14319
14320                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
14321                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14322                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
14323                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
14324                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
14325                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
14326                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14327                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
14328                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
14329                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
14330                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
14331                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
14332                                 cnt = 6;
14333                         } else {
14334                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
14335                                 cnt = 1;
14336                         }
14337
14338                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
14339                         if (!new_prog)
14340                                 return -ENOMEM;
14341
14342                         delta    += cnt - 1;
14343                         env->prog = prog = new_prog;
14344                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14345                         continue;
14346                 }
14347
14348                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
14349                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14350                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
14351                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
14352                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
14353
14354                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14355                         if (!new_prog)
14356                                 return -ENOMEM;
14357
14358                         env->prog = prog = new_prog;
14359                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14360                         continue;
14361                 }
14362
14363                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
14364                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14365                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
14366                         /* Load IP address from ctx - 16 */
14367                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
14368
14369                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
14370                         if (!new_prog)
14371                                 return -ENOMEM;
14372
14373                         env->prog = prog = new_prog;
14374                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
14375                         continue;
14376                 }
14377
14378 patch_call_imm:
14379                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
14380                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
14381                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
14382                  */
14383                 if (!fn->func) {
14384                         verbose(env,
14385                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
14386                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
14387                         return -EFAULT;
14388                 }
14389                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
14390         }
14391
14392         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
14393         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
14394                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
14395                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
14396                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
14397                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
14398                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14399                         return -EINVAL;
14400                 }
14401
14402                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
14403                 if (ret < 0) {
14404                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
14405                         return ret;
14406                 }
14407         }
14408
14409         sort_kfunc_descs_by_imm(env->prog);
14410
14411         return 0;
14412 }
14413
14414 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
14415                                         int position,
14416                                         s32 stack_base,
14417                                         u32 callback_subprogno,
14418                                         u32 *cnt)
14419 {
14420         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
14421         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
14422         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
14423         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
14424         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
14425         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
14426
14427         struct bpf_prog *new_prog;
14428         u32 callback_start;
14429         u32 call_insn_offset;
14430         s32 callback_offset;
14431
14432         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
14433          * be careful to modify this code in sync.
14434          */
14435         struct bpf_insn insn_buf[] = {
14436                 /* Return error and jump to the end of the patch if
14437                  * expected number of iterations is too big.
14438                  */
14439                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
14440                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
14441                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
14442                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
14443                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
14444                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
14445                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
14446                 /* initialize loop vars */
14447                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
14448                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
14449                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
14450                 /* loop header,
14451                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
14452                  */
14453                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
14454                 /* callback call,
14455                  * correct callback offset would be set after patching
14456                  */
14457                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
14458                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
14459                 BPF_CALL_REL(0),
14460                 /* increment loop counter */
14461                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
14462                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
14463                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
14464                 /* return value of bpf_loop,
14465                  * set R0 to the number of iterations
14466                  */
14467                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
14468                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
14469                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
14470                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
14471                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
14472         };
14473
14474         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
14475         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
14476         if (!new_prog)
14477                 return new_prog;
14478
14479         /* callback start is known only after patching */
14480         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
14481         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
14482         call_insn_offset = position + 12;
14483         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
14484         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
14485
14486         return new_prog;
14487 }
14488
14489 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
14490 {
14491         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
14492                 insn->src_reg == 0 &&
14493                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
14494 }
14495
14496 /* For all sub-programs in the program (including main) check
14497  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
14498  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
14499  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
14500  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
14501  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
14502  * registers are used to store the loop bound, counter and context
14503  * variables.
14504  */
14505 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
14506 {
14507         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
14508         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
14509         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
14510         int insn_cnt = env->prog->len;
14511         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
14512         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
14513         u16 stack_depth_extra = 0;
14514
14515         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
14516                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
14517                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
14518
14519                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
14520                         struct bpf_prog *new_prog;
14521
14522                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
14523                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
14524                                                    i + delta,
14525                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
14526                                                    inline_state->callback_subprogno,
14527                                                    &cnt);
14528                         if (!new_prog)
14529                                 return -ENOMEM;
14530
14531                         delta     += cnt - 1;
14532                         env->prog  = new_prog;
14533                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
14534                 }
14535
14536                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
14537                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
14538                         cur_subprog++;
14539                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
14540                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
14541                         stack_depth_extra = 0;
14542                 }
14543         }
14544
14545         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14546
14547         return 0;
14548 }
14549
14550 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
14551 {
14552         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
14553         int i;
14554
14555         sl = env->free_list;
14556         while (sl) {
14557                 sln = sl->next;
14558                 free_verifier_state(&sl->state, false);
14559                 kfree(sl);
14560                 sl = sln;
14561         }
14562         env->free_list = NULL;
14563
14564         if (!env->explored_states)
14565                 return;
14566
14567         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
14568                 sl = env->explored_states[i];
14569
14570                 while (sl) {
14571                         sln = sl->next;
14572                         free_verifier_state(&sl->state, false);
14573                         kfree(sl);
14574                         sl = sln;
14575                 }
14576                 env->explored_states[i] = NULL;
14577         }
14578 }
14579
14580 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
14581 {
14582         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
14583         struct bpf_verifier_state *state;
14584         struct bpf_reg_state *regs;
14585         int ret, i;
14586
14587         env->prev_linfo = NULL;
14588         env->pass_cnt++;
14589
14590         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
14591         if (!state)
14592                 return -ENOMEM;
14593         state->curframe = 0;
14594         state->speculative = false;
14595         state->branches = 1;
14596         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
14597         if (!state->frame[0]) {
14598                 kfree(state);
14599                 return -ENOMEM;
14600         }
14601         env->cur_state = state;
14602         init_func_state(env, state->frame[0],
14603                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
14604                         0 /* frameno */,
14605                         subprog);
14606
14607         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
14608         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
14609                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
14610                 if (ret)
14611                         goto out;
14612                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
14613                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
14614                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14615                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
14616                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
14617                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
14618                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
14619
14620                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
14621                                 regs[i].mem_size = mem_size;
14622                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
14623                         }
14624                 }
14625         } else {
14626                 /* 1st arg to a function */
14627                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
14628                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
14629                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
14630                 if (ret == -EFAULT)
14631                         /* unlikely verifier bug. abort.
14632                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
14633                          * main() function due to backward compatibility.
14634                          * Like socket filter program may be written as:
14635                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
14636                          * and never dereference that ctx in the program.
14637                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
14638                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
14639                          */
14640                         goto out;
14641         }
14642
14643         ret = do_check(env);
14644 out:
14645         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
14646          * do_check() under memory pressure.
14647          */
14648         if (env->cur_state) {
14649                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
14650                 env->cur_state = NULL;
14651         }
14652         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
14653         if (!ret && pop_log)
14654                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
14655         free_states(env);
14656         return ret;
14657 }
14658
14659 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
14660  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
14661  * Consider:
14662  * int bar(int);
14663  * int foo(int f)
14664  * {
14665  *    return bar(f);
14666  * }
14667  * int bar(int b)
14668  * {
14669  *    ...
14670  * }
14671  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
14672  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
14673  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
14674  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
14675  */
14676 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
14677 {
14678         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14679         int i, ret;
14680
14681         if (!aux->func_info)
14682                 return 0;
14683
14684         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14685                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
14686                         continue;
14687                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
14688                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
14689                 ret = do_check_common(env, i);
14690                 if (ret) {
14691                         return ret;
14692                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
14693                         verbose(env,
14694                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
14695                                 i);
14696                 }
14697         }
14698         return 0;
14699 }
14700
14701 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
14702 {
14703         int ret;
14704
14705         env->insn_idx = 0;
14706         ret = do_check_common(env, 0);
14707         if (!ret)
14708                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
14709         return ret;
14710 }
14711
14712
14713 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
14714 {
14715         int i;
14716
14717         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
14718                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
14719                         div_u64(env->verification_time, 1000));
14720                 verbose(env, "stack depth ");
14721                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
14722                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
14723
14724                         verbose(env, "%d", depth);
14725                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
14726                                 verbose(env, "+");
14727                 }
14728                 verbose(env, "\n");
14729         }
14730         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
14731                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
14732                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
14733                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
14734                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
14735 }
14736
14737 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
14738 {
14739         const struct btf_type *t, *func_proto;
14740         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
14741         const struct btf_member *member;
14742         struct bpf_prog *prog = env->prog;
14743         u32 btf_id, member_idx;
14744         const char *mname;
14745
14746         if (!prog->gpl_compatible) {
14747                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
14748                 return -EINVAL;
14749         }
14750
14751         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
14752         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
14753         if (!st_ops) {
14754                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
14755                         btf_id);
14756                 return -ENOTSUPP;
14757         }
14758
14759         t = st_ops->type;
14760         member_idx = prog->expected_attach_type;
14761         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
14762                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
14763                         member_idx, st_ops->name);
14764                 return -EINVAL;
14765         }
14766
14767         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
14768         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
14769         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
14770                                                NULL);
14771         if (!func_proto) {
14772                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
14773                         mname, member_idx, st_ops->name);
14774                 return -EINVAL;
14775         }
14776
14777         if (st_ops->check_member) {
14778                 int err = st_ops->check_member(t, member);
14779
14780                 if (err) {
14781                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
14782                                 mname, st_ops->name);
14783                         return err;
14784                 }
14785         }
14786
14787         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
14788         prog->aux->attach_func_name = mname;
14789         env->ops = st_ops->verifier_ops;
14790
14791         return 0;
14792 }
14793 #define SECURITY_PREFIX "security_"
14794
14795 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
14796 {
14797         if (within_error_injection_list(addr) ||
14798             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
14799                 return 0;
14800
14801         return -EINVAL;
14802 }
14803
14804 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
14805  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
14806  */
14807 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
14808 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
14809  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
14810  */
14811 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
14812 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
14813 BTF_ID(func, should_failslab)
14814 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
14815
14816 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
14817 {
14818         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
14819 }
14820
14821 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
14822                             const struct bpf_prog *prog,
14823                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
14824                             u32 btf_id,
14825                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
14826 {
14827         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
14828         const char prefix[] = "btf_trace_";
14829         int ret = 0, subprog = -1, i;
14830         const struct btf_type *t;
14831         bool conservative = true;
14832         const char *tname;
14833         struct btf *btf;
14834         long addr = 0;
14835
14836         if (!btf_id) {
14837                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
14838                 return -EINVAL;
14839         }
14840         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
14841         if (!btf) {
14842                 bpf_log(log,
14843                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
14844                 return -EINVAL;
14845         }
14846         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
14847         if (!t) {
14848                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
14849                 return -EINVAL;
14850         }
14851         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
14852         if (!tname) {
14853                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
14854                 return -EINVAL;
14855         }
14856         if (tgt_prog) {
14857                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
14858
14859                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
14860                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
14861                                 subprog = i;
14862                                 break;
14863                         }
14864                 if (subprog == -1) {
14865                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
14866                         return -EINVAL;
14867                 }
14868                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
14869                 if (prog_extension) {
14870                         if (conservative) {
14871                                 bpf_log(log,
14872                                         "Cannot replace static functions\n");
14873                                 return -EINVAL;
14874                         }
14875                         if (!prog->jit_requested) {
14876                                 bpf_log(log,
14877                                         "Extension programs should be JITed\n");
14878                                 return -EINVAL;
14879                         }
14880                 }
14881                 if (!tgt_prog->jited) {
14882                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
14883                         return -EINVAL;
14884                 }
14885                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
14886                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
14887                          * Cannot attach program extension to another extension.
14888                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
14889                          */
14890                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
14891                         return -EINVAL;
14892                 }
14893                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
14894                     prog_extension &&
14895                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
14896                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
14897                         /* Program extensions can extend all program types
14898                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
14899                          * The fentry/fexit programs are used for performance
14900                          * analysis, stats and can be attached to any program
14901                          * type except themselves. When extension program is
14902                          * replacing XDP function it is necessary to allow
14903                          * performance analysis of all functions. Both original
14904                          * XDP program and its program extension. Hence
14905                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
14906                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
14907                          * would be possible to create long call chain
14908                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
14909                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
14910                          * allowed.
14911                          */
14912                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
14913                         return -EINVAL;
14914                 }
14915         } else {
14916                 if (prog_extension) {
14917                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
14918                         return -EINVAL;
14919                 }
14920         }
14921
14922         switch (prog->expected_attach_type) {
14923         case BPF_TRACE_RAW_TP:
14924                 if (tgt_prog) {
14925                         bpf_log(log,
14926                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
14927                         return -EINVAL;
14928                 }
14929                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
14930                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
14931                                 btf_id);
14932                         return -EINVAL;
14933                 }
14934                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
14935                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
14936                                 btf_id, tname);
14937                         return -EINVAL;
14938                 }
14939                 tname += sizeof(prefix) - 1;
14940                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14941                 if (!btf_type_is_ptr(t))
14942                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14943                         return -EINVAL;
14944                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14945                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14946                         /* should never happen in valid vmlinux build */
14947                         return -EINVAL;
14948
14949                 break;
14950         case BPF_TRACE_ITER:
14951                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14952                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14953                                 btf_id);
14954                         return -EINVAL;
14955                 }
14956                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14957                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14958                         return -EINVAL;
14959                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14960                 if (ret)
14961                         return ret;
14962                 break;
14963         default:
14964                 if (!prog_extension)
14965                         return -EINVAL;
14966                 fallthrough;
14967         case BPF_MODIFY_RETURN:
14968         case BPF_LSM_MAC:
14969         case BPF_LSM_CGROUP:
14970         case BPF_TRACE_FENTRY:
14971         case BPF_TRACE_FEXIT:
14972                 if (!btf_type_is_func(t)) {
14973                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
14974                                 btf_id);
14975                         return -EINVAL;
14976                 }
14977                 if (prog_extension &&
14978                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
14979                         return -EINVAL;
14980                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
14981                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
14982                         return -EINVAL;
14983
14984                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
14985                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
14986                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
14987                         return -EINVAL;
14988
14989                 if (tgt_prog && conservative)
14990                         t = NULL;
14991
14992                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
14993                 if (ret < 0)
14994                         return ret;
14995
14996                 if (tgt_prog) {
14997                         if (subprog == 0)
14998                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
14999                         else
15000                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
15001                 } else {
15002                         addr = kallsyms_lookup_name(tname);
15003                         if (!addr) {
15004                                 bpf_log(log,
15005                                         "The address of function %s cannot be found\n",
15006                                         tname);
15007                                 return -ENOENT;
15008                         }
15009                 }
15010
15011                 if (prog->aux->sleepable) {
15012                         ret = -EINVAL;
15013                         switch (prog->type) {
15014                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
15015                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable only if they are
15016                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
15017                                  */
15018                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
15019                                     within_error_injection_list(addr))
15020                                         ret = 0;
15021                                 break;
15022                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
15023                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
15024                                  * Only some of them are sleepable.
15025                                  */
15026                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
15027                                         ret = 0;
15028                                 break;
15029                         default:
15030                                 break;
15031                         }
15032                         if (ret) {
15033                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
15034                                 return ret;
15035                         }
15036                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
15037                         if (tgt_prog) {
15038                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
15039                                 return -EINVAL;
15040                         }
15041                         ret = check_attach_modify_return(addr, tname);
15042                         if (ret) {
15043                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
15044                                 return ret;
15045                         }
15046                 }
15047
15048                 break;
15049         }
15050         tgt_info->tgt_addr = addr;
15051         tgt_info->tgt_name = tname;
15052         tgt_info->tgt_type = t;
15053         return 0;
15054 }
15055
15056 BTF_SET_START(btf_id_deny)
15057 BTF_ID_UNUSED
15058 #ifdef CONFIG_SMP
15059 BTF_ID(func, migrate_disable)
15060 BTF_ID(func, migrate_enable)
15061 #endif
15062 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
15063 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
15064 #endif
15065 BTF_SET_END(btf_id_deny)
15066
15067 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
15068 {
15069         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15070         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
15071         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
15072         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
15073         struct bpf_trampoline *tr;
15074         int ret;
15075         u64 key;
15076
15077         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
15078                 if (prog->aux->sleepable)
15079                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
15080                         return 0;
15081                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
15082                 return -EINVAL;
15083         }
15084
15085         if (prog->aux->sleepable && prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15086             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM && prog->type != BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
15087                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, and kprobe/uprobe programs can be sleepable\n");
15088                 return -EINVAL;
15089         }
15090
15091         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
15092                 return check_struct_ops_btf_id(env);
15093
15094         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15095             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
15096             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
15097                 return 0;
15098
15099         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
15100         if (ret)
15101                 return ret;
15102
15103         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
15104                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
15105                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
15106                  * verification
15107                  */
15108                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
15109                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
15110         }
15111
15112         /* store info about the attachment target that will be used later */
15113         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
15114         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
15115
15116         if (tgt_prog) {
15117                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
15118                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
15119         }
15120
15121         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
15122                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
15123                 return 0;
15124         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
15125                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
15126                         return -EINVAL;
15127                 return 0;
15128         }
15129
15130         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
15131                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
15132                 if (ret < 0)
15133                         return ret;
15134         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
15135                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
15136                 return -EINVAL;
15137         }
15138
15139         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
15140         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
15141         if (!tr)
15142                 return -ENOMEM;
15143
15144         prog->aux->dst_trampoline = tr;
15145         return 0;
15146 }
15147
15148 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
15149 {
15150         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
15151                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
15152                 if (!btf_vmlinux)
15153                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
15154                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15155         }
15156         return btf_vmlinux;
15157 }
15158
15159 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr)
15160 {
15161         u64 start_time = ktime_get_ns();
15162         struct bpf_verifier_env *env;
15163         struct bpf_verifier_log *log;
15164         int i, len, ret = -EINVAL;
15165         bool is_priv;
15166
15167         /* no program is valid */
15168         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
15169                 return -EINVAL;
15170
15171         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
15172          * allocate/free it every time bpf_check() is called
15173          */
15174         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
15175         if (!env)
15176                 return -ENOMEM;
15177         log = &env->log;
15178
15179         len = (*prog)->len;
15180         env->insn_aux_data =
15181                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
15182         ret = -ENOMEM;
15183         if (!env->insn_aux_data)
15184                 goto err_free_env;
15185         for (i = 0; i < len; i++)
15186                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
15187         env->prog = *prog;
15188         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
15189         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
15190         is_priv = bpf_capable();
15191
15192         bpf_get_btf_vmlinux();
15193
15194         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
15195         if (!is_priv)
15196                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
15197
15198         if (attr->log_level || attr->log_buf || attr->log_size) {
15199                 /* user requested verbose verifier output
15200                  * and supplied buffer to store the verification trace
15201                  */
15202                 log->level = attr->log_level;
15203                 log->ubuf = (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf;
15204                 log->len_total = attr->log_size;
15205
15206                 /* log attributes have to be sane */
15207                 if (!bpf_verifier_log_attr_valid(log)) {
15208                         ret = -EINVAL;
15209                         goto err_unlock;
15210                 }
15211         }
15212
15213         mark_verifier_state_clean(env);
15214
15215         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
15216                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
15217                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
15218                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
15219                 goto skip_full_check;
15220         }
15221
15222         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
15223         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
15224                 env->strict_alignment = true;
15225         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
15226                 env->strict_alignment = false;
15227
15228         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
15229         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
15230         env->allow_ptr_to_map_access = bpf_allow_ptr_to_map_access();
15231         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
15232         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
15233         env->bpf_capable = bpf_capable();
15234
15235         if (is_priv)
15236                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
15237
15238         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
15239                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
15240                                        GFP_USER);
15241         ret = -ENOMEM;
15242         if (!env->explored_states)
15243                 goto skip_full_check;
15244
15245         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
15246         if (ret < 0)
15247                 goto skip_full_check;
15248
15249         ret = check_subprogs(env);
15250         if (ret < 0)
15251                 goto skip_full_check;
15252
15253         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
15254         if (ret < 0)
15255                 goto skip_full_check;
15256
15257         ret = check_attach_btf_id(env);
15258         if (ret)
15259                 goto skip_full_check;
15260
15261         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
15262         if (ret < 0)
15263                 goto skip_full_check;
15264
15265         if (bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15266                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
15267                 if (ret)
15268                         goto skip_full_check;
15269         }
15270
15271         ret = check_cfg(env);
15272         if (ret < 0)
15273                 goto skip_full_check;
15274
15275         ret = do_check_subprogs(env);
15276         ret = ret ?: do_check_main(env);
15277
15278         if (ret == 0 && bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux))
15279                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
15280
15281 skip_full_check:
15282         kvfree(env->explored_states);
15283
15284         if (ret == 0)
15285                 ret = check_max_stack_depth(env);
15286
15287         /* instruction rewrites happen after this point */
15288         if (ret == 0)
15289                 ret = optimize_bpf_loop(env);
15290
15291         if (is_priv) {
15292                 if (ret == 0)
15293                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
15294                 if (ret == 0)
15295                         ret = opt_remove_dead_code(env);
15296                 if (ret == 0)
15297                         ret = opt_remove_nops(env);
15298         } else {
15299                 if (ret == 0)
15300                         sanitize_dead_code(env);
15301         }
15302
15303         if (ret == 0)
15304                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
15305                 ret = convert_ctx_accesses(env);
15306
15307         if (ret == 0)
15308                 ret = do_misc_fixups(env);
15309
15310         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
15311          * insns could be handled correctly.
15312          */
15313         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_dev_bound(env->prog->aux)) {
15314                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
15315                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
15316                                                                      : false;
15317         }
15318
15319         if (ret == 0)
15320                 ret = fixup_call_args(env);
15321
15322         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
15323         print_verification_stats(env);
15324         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
15325
15326         if (log->level && bpf_verifier_log_full(log))
15327                 ret = -ENOSPC;
15328         if (log->level && !log->ubuf) {
15329                 ret = -EFAULT;
15330                 goto err_release_maps;
15331         }
15332
15333         if (ret)
15334                 goto err_release_maps;
15335
15336         if (env->used_map_cnt) {
15337                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
15338                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
15339                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
15340                                                           GFP_KERNEL);
15341
15342                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
15343                         ret = -ENOMEM;
15344                         goto err_release_maps;
15345                 }
15346
15347                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
15348                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
15349                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
15350         }
15351         if (env->used_btf_cnt) {
15352                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
15353                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
15354                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
15355                                                           GFP_KERNEL);
15356                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
15357                         ret = -ENOMEM;
15358                         goto err_release_maps;
15359                 }
15360
15361                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
15362                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
15363                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
15364         }
15365         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
15366                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
15367                  * bpf_ld_imm64 instructions
15368                  */
15369                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
15370         }
15371
15372         adjust_btf_func(env);
15373
15374 err_release_maps:
15375         if (!env->prog->aux->used_maps)
15376                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
15377                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
15378                  */
15379                 release_maps(env);
15380         if (!env->prog->aux->used_btfs)
15381                 release_btfs(env);
15382
15383         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
15384            for verification purposes, so set it back to zero before returning
15385          */
15386         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
15387                 env->prog->expected_attach_type = 0;
15388
15389         *prog = env->prog;
15390 err_unlock:
15391         if (!is_priv)
15392                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
15393         vfree(env->insn_aux_data);
15394 err_free_env:
15395         kfree(env);
15396         return ret;
15397 }