Merge tag 'ipsec-2023-10-17' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/klasser...
[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 #include <linux/module.h>
28 #include <linux/cpumask.h>
29 #include <net/xdp.h>
30
31 #include "disasm.h"
32
33 static const struct bpf_verifier_ops * const bpf_verifier_ops[] = {
34 #define BPF_PROG_TYPE(_id, _name, prog_ctx_type, kern_ctx_type) \
35         [_id] = & _name ## _verifier_ops,
36 #define BPF_MAP_TYPE(_id, _ops)
37 #define BPF_LINK_TYPE(_id, _name)
38 #include <linux/bpf_types.h>
39 #undef BPF_PROG_TYPE
40 #undef BPF_MAP_TYPE
41 #undef BPF_LINK_TYPE
42 };
43
44 /* bpf_check() is a static code analyzer that walks eBPF program
45  * instruction by instruction and updates register/stack state.
46  * All paths of conditional branches are analyzed until 'bpf_exit' insn.
47  *
48  * The first pass is depth-first-search to check that the program is a DAG.
49  * It rejects the following programs:
50  * - larger than BPF_MAXINSNS insns
51  * - if loop is present (detected via back-edge)
52  * - unreachable insns exist (shouldn't be a forest. program = one function)
53  * - out of bounds or malformed jumps
54  * The second pass is all possible path descent from the 1st insn.
55  * Since it's analyzing all paths through the program, the length of the
56  * analysis is limited to 64k insn, which may be hit even if total number of
57  * insn is less then 4K, but there are too many branches that change stack/regs.
58  * Number of 'branches to be analyzed' is limited to 1k
59  *
60  * On entry to each instruction, each register has a type, and the instruction
61  * changes the types of the registers depending on instruction semantics.
62  * If instruction is BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_5), then type of R5 is
63  * copied to R1.
64  *
65  * All registers are 64-bit.
66  * R0 - return register
67  * R1-R5 argument passing registers
68  * R6-R9 callee saved registers
69  * R10 - frame pointer read-only
70  *
71  * At the start of BPF program the register R1 contains a pointer to bpf_context
72  * and has type PTR_TO_CTX.
73  *
74  * Verifier tracks arithmetic operations on pointers in case:
75  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, BPF_REG_10),
76  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_1, -20),
77  * 1st insn copies R10 (which has FRAME_PTR) type into R1
78  * and 2nd arithmetic instruction is pattern matched to recognize
79  * that it wants to construct a pointer to some element within stack.
80  * So after 2nd insn, the register R1 has type PTR_TO_STACK
81  * (and -20 constant is saved for further stack bounds checking).
82  * Meaning that this reg is a pointer to stack plus known immediate constant.
83  *
84  * Most of the time the registers have SCALAR_VALUE type, which
85  * means the register has some value, but it's not a valid pointer.
86  * (like pointer plus pointer becomes SCALAR_VALUE type)
87  *
88  * When verifier sees load or store instructions the type of base register
89  * can be: PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_CTX, PTR_TO_STACK, PTR_TO_SOCKET. These are
90  * four pointer types recognized by check_mem_access() function.
91  *
92  * PTR_TO_MAP_VALUE means that this register is pointing to 'map element value'
93  * and the range of [ptr, ptr + map's value_size) is accessible.
94  *
95  * registers used to pass values to function calls are checked against
96  * function argument constraints.
97  *
98  * ARG_PTR_TO_MAP_KEY is one of such argument constraints.
99  * It means that the register type passed to this function must be
100  * PTR_TO_STACK and it will be used inside the function as
101  * 'pointer to map element key'
102  *
103  * For example the argument constraints for bpf_map_lookup_elem():
104  *   .ret_type = RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL,
105  *   .arg1_type = ARG_CONST_MAP_PTR,
106  *   .arg2_type = ARG_PTR_TO_MAP_KEY,
107  *
108  * ret_type says that this function returns 'pointer to map elem value or null'
109  * function expects 1st argument to be a const pointer to 'struct bpf_map' and
110  * 2nd argument should be a pointer to stack, which will be used inside
111  * the helper function as a pointer to map element key.
112  *
113  * On the kernel side the helper function looks like:
114  * u64 bpf_map_lookup_elem(u64 r1, u64 r2, u64 r3, u64 r4, u64 r5)
115  * {
116  *    struct bpf_map *map = (struct bpf_map *) (unsigned long) r1;
117  *    void *key = (void *) (unsigned long) r2;
118  *    void *value;
119  *
120  *    here kernel can access 'key' and 'map' pointers safely, knowing that
121  *    [key, key + map->key_size) bytes are valid and were initialized on
122  *    the stack of eBPF program.
123  * }
124  *
125  * Corresponding eBPF program may look like:
126  *    BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, BPF_REG_10),  // after this insn R2 type is FRAME_PTR
127  *    BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, BPF_REG_2, -4), // after this insn R2 type is PTR_TO_STACK
128  *    BPF_LD_MAP_FD(BPF_REG_1, map_fd),      // after this insn R1 type is CONST_PTR_TO_MAP
129  *    BPF_RAW_INSN(BPF_JMP | BPF_CALL, 0, 0, 0, BPF_FUNC_map_lookup_elem),
130  * here verifier looks at prototype of map_lookup_elem() and sees:
131  * .arg1_type == ARG_CONST_MAP_PTR and R1->type == CONST_PTR_TO_MAP, which is ok,
132  * Now verifier knows that this map has key of R1->map_ptr->key_size bytes
133  *
134  * Then .arg2_type == ARG_PTR_TO_MAP_KEY and R2->type == PTR_TO_STACK, ok so far,
135  * Now verifier checks that [R2, R2 + map's key_size) are within stack limits
136  * and were initialized prior to this call.
137  * If it's ok, then verifier allows this BPF_CALL insn and looks at
138  * .ret_type which is RET_PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, so it sets
139  * R0->type = PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL which means bpf_map_lookup_elem() function
140  * returns either pointer to map value or NULL.
141  *
142  * When type PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL passes through 'if (reg != 0) goto +off'
143  * insn, the register holding that pointer in the true branch changes state to
144  * PTR_TO_MAP_VALUE and the same register changes state to CONST_IMM in the false
145  * branch. See check_cond_jmp_op().
146  *
147  * After the call R0 is set to return type of the function and registers R1-R5
148  * are set to NOT_INIT to indicate that they are no longer readable.
149  *
150  * The following reference types represent a potential reference to a kernel
151  * resource which, after first being allocated, must be checked and freed by
152  * the BPF program:
153  * - PTR_TO_SOCKET_OR_NULL, PTR_TO_SOCKET
154  *
155  * When the verifier sees a helper call return a reference type, it allocates a
156  * pointer id for the reference and stores it in the current function state.
157  * Similar to the way that PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL is converted into
158  * PTR_TO_MAP_VALUE, PTR_TO_SOCKET_OR_NULL becomes PTR_TO_SOCKET when the type
159  * passes through a NULL-check conditional. For the branch wherein the state is
160  * changed to CONST_IMM, the verifier releases the reference.
161  *
162  * For each helper function that allocates a reference, such as
163  * bpf_sk_lookup_tcp(), there is a corresponding release function, such as
164  * bpf_sk_release(). When a reference type passes into the release function,
165  * the verifier also releases the reference. If any unchecked or unreleased
166  * reference remains at the end of the program, the verifier rejects it.
167  */
168
169 /* verifier_state + insn_idx are pushed to stack when branch is encountered */
170 struct bpf_verifier_stack_elem {
171         /* verifer state is 'st'
172          * before processing instruction 'insn_idx'
173          * and after processing instruction 'prev_insn_idx'
174          */
175         struct bpf_verifier_state st;
176         int insn_idx;
177         int prev_insn_idx;
178         struct bpf_verifier_stack_elem *next;
179         /* length of verifier log at the time this state was pushed on stack */
180         u32 log_pos;
181 };
182
183 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ    8192
184 #define BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES     64
185
186 #define BPF_MAP_KEY_POISON      (1ULL << 63)
187 #define BPF_MAP_KEY_SEEN        (1ULL << 62)
188
189 #define BPF_MAP_PTR_UNPRIV      1UL
190 #define BPF_MAP_PTR_POISON      ((void *)((0xeB9FUL << 1) +     \
191                                           POISON_POINTER_DELTA))
192 #define BPF_MAP_PTR(X)          ((struct bpf_map *)((X) & ~BPF_MAP_PTR_UNPRIV))
193
194 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx);
195 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env, int ref_obj_id);
196 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env);
197 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env);
198 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env,
199                               struct bpf_reg_state *reg);
200 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
201                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr);
202 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg);
203
204 static bool bpf_map_ptr_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
205 {
206         return BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) == BPF_MAP_PTR_POISON;
207 }
208
209 static bool bpf_map_ptr_unpriv(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
210 {
211         return aux->map_ptr_state & BPF_MAP_PTR_UNPRIV;
212 }
213
214 static void bpf_map_ptr_store(struct bpf_insn_aux_data *aux,
215                               const struct bpf_map *map, bool unpriv)
216 {
217         BUILD_BUG_ON((unsigned long)BPF_MAP_PTR_POISON & BPF_MAP_PTR_UNPRIV);
218         unpriv |= bpf_map_ptr_unpriv(aux);
219         aux->map_ptr_state = (unsigned long)map |
220                              (unpriv ? BPF_MAP_PTR_UNPRIV : 0UL);
221 }
222
223 static bool bpf_map_key_poisoned(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
224 {
225         return aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_POISON;
226 }
227
228 static bool bpf_map_key_unseen(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
229 {
230         return !(aux->map_key_state & BPF_MAP_KEY_SEEN);
231 }
232
233 static u64 bpf_map_key_immediate(const struct bpf_insn_aux_data *aux)
234 {
235         return aux->map_key_state & ~(BPF_MAP_KEY_SEEN | BPF_MAP_KEY_POISON);
236 }
237
238 static void bpf_map_key_store(struct bpf_insn_aux_data *aux, u64 state)
239 {
240         bool poisoned = bpf_map_key_poisoned(aux);
241
242         aux->map_key_state = state | BPF_MAP_KEY_SEEN |
243                              (poisoned ? BPF_MAP_KEY_POISON : 0ULL);
244 }
245
246 static bool bpf_helper_call(const struct bpf_insn *insn)
247 {
248         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
249                insn->src_reg == 0;
250 }
251
252 static bool bpf_pseudo_call(const struct bpf_insn *insn)
253 {
254         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
255                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL;
256 }
257
258 static bool bpf_pseudo_kfunc_call(const struct bpf_insn *insn)
259 {
260         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
261                insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL;
262 }
263
264 struct bpf_call_arg_meta {
265         struct bpf_map *map_ptr;
266         bool raw_mode;
267         bool pkt_access;
268         u8 release_regno;
269         int regno;
270         int access_size;
271         int mem_size;
272         u64 msize_max_value;
273         int ref_obj_id;
274         int dynptr_id;
275         int map_uid;
276         int func_id;
277         struct btf *btf;
278         u32 btf_id;
279         struct btf *ret_btf;
280         u32 ret_btf_id;
281         u32 subprogno;
282         struct btf_field *kptr_field;
283 };
284
285 struct bpf_kfunc_call_arg_meta {
286         /* In parameters */
287         struct btf *btf;
288         u32 func_id;
289         u32 kfunc_flags;
290         const struct btf_type *func_proto;
291         const char *func_name;
292         /* Out parameters */
293         u32 ref_obj_id;
294         u8 release_regno;
295         bool r0_rdonly;
296         u32 ret_btf_id;
297         u64 r0_size;
298         u32 subprogno;
299         struct {
300                 u64 value;
301                 bool found;
302         } arg_constant;
303
304         /* arg_{btf,btf_id,owning_ref} are used by kfunc-specific handling,
305          * generally to pass info about user-defined local kptr types to later
306          * verification logic
307          *   bpf_obj_drop
308          *     Record the local kptr type to be drop'd
309          *   bpf_refcount_acquire (via KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR arg type)
310          *     Record the local kptr type to be refcount_incr'd and use
311          *     arg_owning_ref to determine whether refcount_acquire should be
312          *     fallible
313          */
314         struct btf *arg_btf;
315         u32 arg_btf_id;
316         bool arg_owning_ref;
317
318         struct {
319                 struct btf_field *field;
320         } arg_list_head;
321         struct {
322                 struct btf_field *field;
323         } arg_rbtree_root;
324         struct {
325                 enum bpf_dynptr_type type;
326                 u32 id;
327                 u32 ref_obj_id;
328         } initialized_dynptr;
329         struct {
330                 u8 spi;
331                 u8 frameno;
332         } iter;
333         u64 mem_size;
334 };
335
336 struct btf *btf_vmlinux;
337
338 static DEFINE_MUTEX(bpf_verifier_lock);
339
340 static const struct bpf_line_info *
341 find_linfo(const struct bpf_verifier_env *env, u32 insn_off)
342 {
343         const struct bpf_line_info *linfo;
344         const struct bpf_prog *prog;
345         u32 i, nr_linfo;
346
347         prog = env->prog;
348         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
349
350         if (!nr_linfo || insn_off >= prog->len)
351                 return NULL;
352
353         linfo = prog->aux->linfo;
354         for (i = 1; i < nr_linfo; i++)
355                 if (insn_off < linfo[i].insn_off)
356                         break;
357
358         return &linfo[i - 1];
359 }
360
361 __printf(2, 3) static void verbose(void *private_data, const char *fmt, ...)
362 {
363         struct bpf_verifier_env *env = private_data;
364         va_list args;
365
366         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
367                 return;
368
369         va_start(args, fmt);
370         bpf_verifier_vlog(&env->log, fmt, args);
371         va_end(args);
372 }
373
374 static const char *ltrim(const char *s)
375 {
376         while (isspace(*s))
377                 s++;
378
379         return s;
380 }
381
382 __printf(3, 4) static void verbose_linfo(struct bpf_verifier_env *env,
383                                          u32 insn_off,
384                                          const char *prefix_fmt, ...)
385 {
386         const struct bpf_line_info *linfo;
387
388         if (!bpf_verifier_log_needed(&env->log))
389                 return;
390
391         linfo = find_linfo(env, insn_off);
392         if (!linfo || linfo == env->prev_linfo)
393                 return;
394
395         if (prefix_fmt) {
396                 va_list args;
397
398                 va_start(args, prefix_fmt);
399                 bpf_verifier_vlog(&env->log, prefix_fmt, args);
400                 va_end(args);
401         }
402
403         verbose(env, "%s\n",
404                 ltrim(btf_name_by_offset(env->prog->aux->btf,
405                                          linfo->line_off)));
406
407         env->prev_linfo = linfo;
408 }
409
410 static void verbose_invalid_scalar(struct bpf_verifier_env *env,
411                                    struct bpf_reg_state *reg,
412                                    struct tnum *range, const char *ctx,
413                                    const char *reg_name)
414 {
415         char tn_buf[48];
416
417         verbose(env, "At %s the register %s ", ctx, reg_name);
418         if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
419                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
420                 verbose(env, "has value %s", tn_buf);
421         } else {
422                 verbose(env, "has unknown scalar value");
423         }
424         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), *range);
425         verbose(env, " should have been in %s\n", tn_buf);
426 }
427
428 static bool type_is_pkt_pointer(enum bpf_reg_type type)
429 {
430         type = base_type(type);
431         return type == PTR_TO_PACKET ||
432                type == PTR_TO_PACKET_META;
433 }
434
435 static bool type_is_sk_pointer(enum bpf_reg_type type)
436 {
437         return type == PTR_TO_SOCKET ||
438                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
439                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
440                 type == PTR_TO_XDP_SOCK;
441 }
442
443 static bool type_may_be_null(u32 type)
444 {
445         return type & PTR_MAYBE_NULL;
446 }
447
448 static bool reg_not_null(const struct bpf_reg_state *reg)
449 {
450         enum bpf_reg_type type;
451
452         type = reg->type;
453         if (type_may_be_null(type))
454                 return false;
455
456         type = base_type(type);
457         return type == PTR_TO_SOCKET ||
458                 type == PTR_TO_TCP_SOCK ||
459                 type == PTR_TO_MAP_VALUE ||
460                 type == PTR_TO_MAP_KEY ||
461                 type == PTR_TO_SOCK_COMMON ||
462                 (type == PTR_TO_BTF_ID && is_trusted_reg(reg)) ||
463                 type == PTR_TO_MEM;
464 }
465
466 static bool type_is_ptr_alloc_obj(u32 type)
467 {
468         return base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID && type_flag(type) & MEM_ALLOC;
469 }
470
471 static bool type_is_non_owning_ref(u32 type)
472 {
473         return type_is_ptr_alloc_obj(type) && type_flag(type) & NON_OWN_REF;
474 }
475
476 static struct btf_record *reg_btf_record(const struct bpf_reg_state *reg)
477 {
478         struct btf_record *rec = NULL;
479         struct btf_struct_meta *meta;
480
481         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
482                 rec = reg->map_ptr->record;
483         } else if (type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
484                 meta = btf_find_struct_meta(reg->btf, reg->btf_id);
485                 if (meta)
486                         rec = meta->record;
487         }
488         return rec;
489 }
490
491 static bool subprog_is_global(const struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
492 {
493         struct bpf_func_info_aux *aux = env->prog->aux->func_info_aux;
494
495         return aux && aux[subprog].linkage == BTF_FUNC_GLOBAL;
496 }
497
498 static bool reg_may_point_to_spin_lock(const struct bpf_reg_state *reg)
499 {
500         return btf_record_has_field(reg_btf_record(reg), BPF_SPIN_LOCK);
501 }
502
503 static bool type_is_rdonly_mem(u32 type)
504 {
505         return type & MEM_RDONLY;
506 }
507
508 static bool is_acquire_function(enum bpf_func_id func_id,
509                                 const struct bpf_map *map)
510 {
511         enum bpf_map_type map_type = map ? map->map_type : BPF_MAP_TYPE_UNSPEC;
512
513         if (func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_tcp ||
514             func_id == BPF_FUNC_sk_lookup_udp ||
515             func_id == BPF_FUNC_skc_lookup_tcp ||
516             func_id == BPF_FUNC_ringbuf_reserve ||
517             func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg)
518                 return true;
519
520         if (func_id == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
521             (map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
522              map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH))
523                 return true;
524
525         return false;
526 }
527
528 static bool is_ptr_cast_function(enum bpf_func_id func_id)
529 {
530         return func_id == BPF_FUNC_tcp_sock ||
531                 func_id == BPF_FUNC_sk_fullsock ||
532                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_sock ||
533                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp6_sock ||
534                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_udp6_sock ||
535                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_mptcp_sock ||
536                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_timewait_sock ||
537                 func_id == BPF_FUNC_skc_to_tcp_request_sock;
538 }
539
540 static bool is_dynptr_ref_function(enum bpf_func_id func_id)
541 {
542         return func_id == BPF_FUNC_dynptr_data;
543 }
544
545 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id);
546
547 static bool is_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
548 {
549         return func_id == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
550                func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback ||
551                func_id == BPF_FUNC_find_vma ||
552                func_id == BPF_FUNC_loop ||
553                func_id == BPF_FUNC_user_ringbuf_drain;
554 }
555
556 static bool is_async_callback_calling_function(enum bpf_func_id func_id)
557 {
558         return func_id == BPF_FUNC_timer_set_callback;
559 }
560
561 static bool is_storage_get_function(enum bpf_func_id func_id)
562 {
563         return func_id == BPF_FUNC_sk_storage_get ||
564                func_id == BPF_FUNC_inode_storage_get ||
565                func_id == BPF_FUNC_task_storage_get ||
566                func_id == BPF_FUNC_cgrp_storage_get;
567 }
568
569 static bool helper_multiple_ref_obj_use(enum bpf_func_id func_id,
570                                         const struct bpf_map *map)
571 {
572         int ref_obj_uses = 0;
573
574         if (is_ptr_cast_function(func_id))
575                 ref_obj_uses++;
576         if (is_acquire_function(func_id, map))
577                 ref_obj_uses++;
578         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
579                 ref_obj_uses++;
580
581         return ref_obj_uses > 1;
582 }
583
584 static bool is_cmpxchg_insn(const struct bpf_insn *insn)
585 {
586         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_STX &&
587                BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
588                insn->imm == BPF_CMPXCHG;
589 }
590
591 /* string representation of 'enum bpf_reg_type'
592  *
593  * Note that reg_type_str() can not appear more than once in a single verbose()
594  * statement.
595  */
596 static const char *reg_type_str(struct bpf_verifier_env *env,
597                                 enum bpf_reg_type type)
598 {
599         char postfix[16] = {0}, prefix[64] = {0};
600         static const char * const str[] = {
601                 [NOT_INIT]              = "?",
602                 [SCALAR_VALUE]          = "scalar",
603                 [PTR_TO_CTX]            = "ctx",
604                 [CONST_PTR_TO_MAP]      = "map_ptr",
605                 [PTR_TO_MAP_VALUE]      = "map_value",
606                 [PTR_TO_STACK]          = "fp",
607                 [PTR_TO_PACKET]         = "pkt",
608                 [PTR_TO_PACKET_META]    = "pkt_meta",
609                 [PTR_TO_PACKET_END]     = "pkt_end",
610                 [PTR_TO_FLOW_KEYS]      = "flow_keys",
611                 [PTR_TO_SOCKET]         = "sock",
612                 [PTR_TO_SOCK_COMMON]    = "sock_common",
613                 [PTR_TO_TCP_SOCK]       = "tcp_sock",
614                 [PTR_TO_TP_BUFFER]      = "tp_buffer",
615                 [PTR_TO_XDP_SOCK]       = "xdp_sock",
616                 [PTR_TO_BTF_ID]         = "ptr_",
617                 [PTR_TO_MEM]            = "mem",
618                 [PTR_TO_BUF]            = "buf",
619                 [PTR_TO_FUNC]           = "func",
620                 [PTR_TO_MAP_KEY]        = "map_key",
621                 [CONST_PTR_TO_DYNPTR]   = "dynptr_ptr",
622         };
623
624         if (type & PTR_MAYBE_NULL) {
625                 if (base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID)
626                         strncpy(postfix, "or_null_", 16);
627                 else
628                         strncpy(postfix, "_or_null", 16);
629         }
630
631         snprintf(prefix, sizeof(prefix), "%s%s%s%s%s%s%s",
632                  type & MEM_RDONLY ? "rdonly_" : "",
633                  type & MEM_RINGBUF ? "ringbuf_" : "",
634                  type & MEM_USER ? "user_" : "",
635                  type & MEM_PERCPU ? "percpu_" : "",
636                  type & MEM_RCU ? "rcu_" : "",
637                  type & PTR_UNTRUSTED ? "untrusted_" : "",
638                  type & PTR_TRUSTED ? "trusted_" : ""
639         );
640
641         snprintf(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, "%s%s%s",
642                  prefix, str[base_type(type)], postfix);
643         return env->tmp_str_buf;
644 }
645
646 static char slot_type_char[] = {
647         [STACK_INVALID] = '?',
648         [STACK_SPILL]   = 'r',
649         [STACK_MISC]    = 'm',
650         [STACK_ZERO]    = '0',
651         [STACK_DYNPTR]  = 'd',
652         [STACK_ITER]    = 'i',
653 };
654
655 static void print_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
656                            enum bpf_reg_liveness live)
657 {
658         if (live & (REG_LIVE_READ | REG_LIVE_WRITTEN | REG_LIVE_DONE))
659             verbose(env, "_");
660         if (live & REG_LIVE_READ)
661                 verbose(env, "r");
662         if (live & REG_LIVE_WRITTEN)
663                 verbose(env, "w");
664         if (live & REG_LIVE_DONE)
665                 verbose(env, "D");
666 }
667
668 static int __get_spi(s32 off)
669 {
670         return (-off - 1) / BPF_REG_SIZE;
671 }
672
673 static struct bpf_func_state *func(struct bpf_verifier_env *env,
674                                    const struct bpf_reg_state *reg)
675 {
676         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
677
678         return cur->frame[reg->frameno];
679 }
680
681 static bool is_spi_bounds_valid(struct bpf_func_state *state, int spi, int nr_slots)
682 {
683        int allocated_slots = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
684
685        /* We need to check that slots between [spi - nr_slots + 1, spi] are
686         * within [0, allocated_stack).
687         *
688         * Please note that the spi grows downwards. For example, a dynptr
689         * takes the size of two stack slots; the first slot will be at
690         * spi and the second slot will be at spi - 1.
691         */
692        return spi - nr_slots + 1 >= 0 && spi < allocated_slots;
693 }
694
695 static int stack_slot_obj_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
696                                   const char *obj_kind, int nr_slots)
697 {
698         int off, spi;
699
700         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
701                 verbose(env, "%s has to be at a constant offset\n", obj_kind);
702                 return -EINVAL;
703         }
704
705         off = reg->off + reg->var_off.value;
706         if (off % BPF_REG_SIZE) {
707                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
708                 return -EINVAL;
709         }
710
711         spi = __get_spi(off);
712         if (spi + 1 < nr_slots) {
713                 verbose(env, "cannot pass in %s at an offset=%d\n", obj_kind, off);
714                 return -EINVAL;
715         }
716
717         if (!is_spi_bounds_valid(func(env, reg), spi, nr_slots))
718                 return -ERANGE;
719         return spi;
720 }
721
722 static int dynptr_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
723 {
724         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "dynptr", BPF_DYNPTR_NR_SLOTS);
725 }
726
727 static int iter_get_spi(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
728 {
729         return stack_slot_obj_get_spi(env, reg, "iter", nr_slots);
730 }
731
732 static const char *btf_type_name(const struct btf *btf, u32 id)
733 {
734         return btf_name_by_offset(btf, btf_type_by_id(btf, id)->name_off);
735 }
736
737 static const char *dynptr_type_str(enum bpf_dynptr_type type)
738 {
739         switch (type) {
740         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
741                 return "local";
742         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
743                 return "ringbuf";
744         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
745                 return "skb";
746         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
747                 return "xdp";
748         case BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID:
749                 return "<invalid>";
750         default:
751                 WARN_ONCE(1, "unknown dynptr type %d\n", type);
752                 return "<unknown>";
753         }
754 }
755
756 static const char *iter_type_str(const struct btf *btf, u32 btf_id)
757 {
758         if (!btf || btf_id == 0)
759                 return "<invalid>";
760
761         /* we already validated that type is valid and has conforming name */
762         return btf_type_name(btf, btf_id) + sizeof(ITER_PREFIX) - 1;
763 }
764
765 static const char *iter_state_str(enum bpf_iter_state state)
766 {
767         switch (state) {
768         case BPF_ITER_STATE_ACTIVE:
769                 return "active";
770         case BPF_ITER_STATE_DRAINED:
771                 return "drained";
772         case BPF_ITER_STATE_INVALID:
773                 return "<invalid>";
774         default:
775                 WARN_ONCE(1, "unknown iter state %d\n", state);
776                 return "<unknown>";
777         }
778 }
779
780 static void mark_reg_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
781 {
782         env->scratched_regs |= 1U << regno;
783 }
784
785 static void mark_stack_slot_scratched(struct bpf_verifier_env *env, u32 spi)
786 {
787         env->scratched_stack_slots |= 1ULL << spi;
788 }
789
790 static bool reg_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u32 regno)
791 {
792         return (env->scratched_regs >> regno) & 1;
793 }
794
795 static bool stack_slot_scratched(const struct bpf_verifier_env *env, u64 regno)
796 {
797         return (env->scratched_stack_slots >> regno) & 1;
798 }
799
800 static bool verifier_state_scratched(const struct bpf_verifier_env *env)
801 {
802         return env->scratched_regs || env->scratched_stack_slots;
803 }
804
805 static void mark_verifier_state_clean(struct bpf_verifier_env *env)
806 {
807         env->scratched_regs = 0U;
808         env->scratched_stack_slots = 0ULL;
809 }
810
811 /* Used for printing the entire verifier state. */
812 static void mark_verifier_state_scratched(struct bpf_verifier_env *env)
813 {
814         env->scratched_regs = ~0U;
815         env->scratched_stack_slots = ~0ULL;
816 }
817
818 static enum bpf_dynptr_type arg_to_dynptr_type(enum bpf_arg_type arg_type)
819 {
820         switch (arg_type & DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK) {
821         case DYNPTR_TYPE_LOCAL:
822                 return BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL;
823         case DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
824                 return BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
825         case DYNPTR_TYPE_SKB:
826                 return BPF_DYNPTR_TYPE_SKB;
827         case DYNPTR_TYPE_XDP:
828                 return BPF_DYNPTR_TYPE_XDP;
829         default:
830                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
831         }
832 }
833
834 static enum bpf_type_flag get_dynptr_type_flag(enum bpf_dynptr_type type)
835 {
836         switch (type) {
837         case BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL:
838                 return DYNPTR_TYPE_LOCAL;
839         case BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF:
840                 return DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
841         case BPF_DYNPTR_TYPE_SKB:
842                 return DYNPTR_TYPE_SKB;
843         case BPF_DYNPTR_TYPE_XDP:
844                 return DYNPTR_TYPE_XDP;
845         default:
846                 return 0;
847         }
848 }
849
850 static bool dynptr_type_refcounted(enum bpf_dynptr_type type)
851 {
852         return type == BPF_DYNPTR_TYPE_RINGBUF;
853 }
854
855 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg,
856                               enum bpf_dynptr_type type,
857                               bool first_slot, int dynptr_id);
858
859 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
860                                 struct bpf_reg_state *reg);
861
862 static void mark_dynptr_stack_regs(struct bpf_verifier_env *env,
863                                    struct bpf_reg_state *sreg1,
864                                    struct bpf_reg_state *sreg2,
865                                    enum bpf_dynptr_type type)
866 {
867         int id = ++env->id_gen;
868
869         __mark_dynptr_reg(sreg1, type, true, id);
870         __mark_dynptr_reg(sreg2, type, false, id);
871 }
872
873 static void mark_dynptr_cb_reg(struct bpf_verifier_env *env,
874                                struct bpf_reg_state *reg,
875                                enum bpf_dynptr_type type)
876 {
877         __mark_dynptr_reg(reg, type, true, ++env->id_gen);
878 }
879
880 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
881                                         struct bpf_func_state *state, int spi);
882
883 static int mark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
884                                    enum bpf_arg_type arg_type, int insn_idx, int clone_ref_obj_id)
885 {
886         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
887         enum bpf_dynptr_type type;
888         int spi, i, err;
889
890         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
891         if (spi < 0)
892                 return spi;
893
894         /* We cannot assume both spi and spi - 1 belong to the same dynptr,
895          * hence we need to call destroy_if_dynptr_stack_slot twice for both,
896          * to ensure that for the following example:
897          *      [d1][d1][d2][d2]
898          * spi    3   2   1   0
899          * So marking spi = 2 should lead to destruction of both d1 and d2. In
900          * case they do belong to same dynptr, second call won't see slot_type
901          * as STACK_DYNPTR and will simply skip destruction.
902          */
903         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
904         if (err)
905                 return err;
906         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi - 1);
907         if (err)
908                 return err;
909
910         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
911                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
912                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_DYNPTR;
913         }
914
915         type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
916         if (type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
917                 return -EINVAL;
918
919         mark_dynptr_stack_regs(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
920                                &state->stack[spi - 1].spilled_ptr, type);
921
922         if (dynptr_type_refcounted(type)) {
923                 /* The id is used to track proper releasing */
924                 int id;
925
926                 if (clone_ref_obj_id)
927                         id = clone_ref_obj_id;
928                 else
929                         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
930
931                 if (id < 0)
932                         return id;
933
934                 state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
935                 state->stack[spi - 1].spilled_ptr.ref_obj_id = id;
936         }
937
938         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
939         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
940
941         return 0;
942 }
943
944 static void invalidate_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int spi)
945 {
946         int i;
947
948         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
949                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
950                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
951         }
952
953         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
954         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
955
956         /* Why do we need to set REG_LIVE_WRITTEN for STACK_INVALID slot?
957          *
958          * While we don't allow reading STACK_INVALID, it is still possible to
959          * do <8 byte writes marking some but not all slots as STACK_MISC. Then,
960          * helpers or insns can do partial read of that part without failing,
961          * but check_stack_range_initialized, check_stack_read_var_off, and
962          * check_stack_read_fixed_off will do mark_reg_read for all 8-bytes of
963          * the slot conservatively. Hence we need to prevent those liveness
964          * marking walks.
965          *
966          * This was not a problem before because STACK_INVALID is only set by
967          * default (where the default reg state has its reg->parent as NULL), or
968          * in clean_live_states after REG_LIVE_DONE (at which point
969          * mark_reg_read won't walk reg->parent chain), but not randomly during
970          * verifier state exploration (like we did above). Hence, for our case
971          * parentage chain will still be live (i.e. reg->parent may be
972          * non-NULL), while earlier reg->parent was NULL, so we need
973          * REG_LIVE_WRITTEN to screen off read marker propagation when it is
974          * done later on reads or by mark_dynptr_read as well to unnecessary
975          * mark registers in verifier state.
976          */
977         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
978         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
979 }
980
981 static int unmark_stack_slots_dynptr(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
982 {
983         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
984         int spi, ref_obj_id, i;
985
986         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
987         if (spi < 0)
988                 return spi;
989
990         if (!dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
991                 invalidate_dynptr(env, state, spi);
992                 return 0;
993         }
994
995         ref_obj_id = state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
996
997         /* If the dynptr has a ref_obj_id, then we need to invalidate
998          * two things:
999          *
1000          * 1) Any dynptrs with a matching ref_obj_id (clones)
1001          * 2) Any slices derived from this dynptr.
1002          */
1003
1004         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1005         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, ref_obj_id));
1006
1007         /* Invalidate any dynptr clones */
1008         for (i = 1; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1009                 if (state->stack[i].spilled_ptr.ref_obj_id != ref_obj_id)
1010                         continue;
1011
1012                 /* it should always be the case that if the ref obj id
1013                  * matches then the stack slot also belongs to a
1014                  * dynptr
1015                  */
1016                 if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_DYNPTR) {
1017                         verbose(env, "verifier internal error: misconfigured ref_obj_id\n");
1018                         return -EFAULT;
1019                 }
1020                 if (state->stack[i].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1021                         invalidate_dynptr(env, state, i);
1022         }
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
1028                                struct bpf_reg_state *reg);
1029
1030 static void mark_reg_invalid(const struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1031 {
1032         if (!env->allow_ptr_leaks)
1033                 __mark_reg_not_init(env, reg);
1034         else
1035                 __mark_reg_unknown(env, reg);
1036 }
1037
1038 static int destroy_if_dynptr_stack_slot(struct bpf_verifier_env *env,
1039                                         struct bpf_func_state *state, int spi)
1040 {
1041         struct bpf_func_state *fstate;
1042         struct bpf_reg_state *dreg;
1043         int i, dynptr_id;
1044
1045         /* We always ensure that STACK_DYNPTR is never set partially,
1046          * hence just checking for slot_type[0] is enough. This is
1047          * different for STACK_SPILL, where it may be only set for
1048          * 1 byte, so code has to use is_spilled_reg.
1049          */
1050         if (state->stack[spi].slot_type[0] != STACK_DYNPTR)
1051                 return 0;
1052
1053         /* Reposition spi to first slot */
1054         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1055                 spi = spi + 1;
1056
1057         if (dynptr_type_refcounted(state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type)) {
1058                 verbose(env, "cannot overwrite referenced dynptr\n");
1059                 return -EINVAL;
1060         }
1061
1062         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
1063         mark_stack_slot_scratched(env, spi - 1);
1064
1065         /* Writing partially to one dynptr stack slot destroys both. */
1066         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1067                 state->stack[spi].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1068                 state->stack[spi - 1].slot_type[i] = STACK_INVALID;
1069         }
1070
1071         dynptr_id = state->stack[spi].spilled_ptr.id;
1072         /* Invalidate any slices associated with this dynptr */
1073         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, fstate, dreg, ({
1074                 /* Dynptr slices are only PTR_TO_MEM_OR_NULL and PTR_TO_MEM */
1075                 if (dreg->type != (PTR_TO_MEM | PTR_MAYBE_NULL) && dreg->type != PTR_TO_MEM)
1076                         continue;
1077                 if (dreg->dynptr_id == dynptr_id)
1078                         mark_reg_invalid(env, dreg);
1079         }));
1080
1081         /* Do not release reference state, we are destroying dynptr on stack,
1082          * not using some helper to release it. Just reset register.
1083          */
1084         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
1085         __mark_reg_not_init(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr);
1086
1087         /* Same reason as unmark_stack_slots_dynptr above */
1088         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1089         state->stack[spi - 1].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1090
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static bool is_dynptr_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1095 {
1096         int spi;
1097
1098         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1099                 return false;
1100
1101         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1102
1103         /* -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots) isn't an
1104          * error because this just means the stack state hasn't been updated yet.
1105          * We will do check_mem_access to check and update stack bounds later.
1106          */
1107         if (spi < 0 && spi != -ERANGE)
1108                 return false;
1109
1110         /* We don't need to check if the stack slots are marked by previous
1111          * dynptr initializations because we allow overwriting existing unreferenced
1112          * STACK_DYNPTR slots, see mark_stack_slots_dynptr which calls
1113          * destroy_if_dynptr_stack_slot to ensure dynptr objects at the slots we are
1114          * touching are completely destructed before we reinitialize them for a new
1115          * one. For referenced ones, destroy_if_dynptr_stack_slot returns an error early
1116          * instead of delaying it until the end where the user will get "Unreleased
1117          * reference" error.
1118          */
1119         return true;
1120 }
1121
1122 static bool is_dynptr_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
1123 {
1124         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1125         int i, spi;
1126
1127         /* This already represents first slot of initialized bpf_dynptr.
1128          *
1129          * CONST_PTR_TO_DYNPTR already has fixed and var_off as 0 due to
1130          * check_func_arg_reg_off's logic, so we don't need to check its
1131          * offset and alignment.
1132          */
1133         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
1134                 return true;
1135
1136         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1137         if (spi < 0)
1138                 return false;
1139         if (!state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.first_slot)
1140                 return false;
1141
1142         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++) {
1143                 if (state->stack[spi].slot_type[i] != STACK_DYNPTR ||
1144                     state->stack[spi - 1].slot_type[i] != STACK_DYNPTR)
1145                         return false;
1146         }
1147
1148         return true;
1149 }
1150
1151 static bool is_dynptr_type_expected(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1152                                     enum bpf_arg_type arg_type)
1153 {
1154         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1155         enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
1156         int spi;
1157
1158         /* ARG_PTR_TO_DYNPTR takes any type of dynptr */
1159         if (arg_type == ARG_PTR_TO_DYNPTR)
1160                 return true;
1161
1162         dynptr_type = arg_to_dynptr_type(arg_type);
1163         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
1164                 return reg->dynptr.type == dynptr_type;
1165         } else {
1166                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
1167                 if (spi < 0)
1168                         return false;
1169                 return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type == dynptr_type;
1170         }
1171 }
1172
1173 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg);
1174
1175 static int mark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1176                                  struct bpf_reg_state *reg, int insn_idx,
1177                                  struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1178 {
1179         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1180         int spi, i, j, id;
1181
1182         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1183         if (spi < 0)
1184                 return spi;
1185
1186         id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
1187         if (id < 0)
1188                 return id;
1189
1190         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1191                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1192                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1193
1194                 __mark_reg_known_zero(st);
1195                 st->type = PTR_TO_STACK; /* we don't have dedicated reg type */
1196                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1197                 st->ref_obj_id = i == 0 ? id : 0;
1198                 st->iter.btf = btf;
1199                 st->iter.btf_id = btf_id;
1200                 st->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
1201                 st->iter.depth = 0;
1202
1203                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1204                         slot->slot_type[j] = STACK_ITER;
1205
1206                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1207         }
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int unmark_stack_slots_iter(struct bpf_verifier_env *env,
1213                                    struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1214 {
1215         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1216         int spi, i, j;
1217
1218         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1219         if (spi < 0)
1220                 return spi;
1221
1222         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1223                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1224                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1225
1226                 if (i == 0)
1227                         WARN_ON_ONCE(release_reference(env, st->ref_obj_id));
1228
1229                 __mark_reg_not_init(env, st);
1230
1231                 /* see unmark_stack_slots_dynptr() for why we need to set REG_LIVE_WRITTEN */
1232                 st->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
1233
1234                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1235                         slot->slot_type[j] = STACK_INVALID;
1236
1237                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
1238         }
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static bool is_iter_reg_valid_uninit(struct bpf_verifier_env *env,
1244                                      struct bpf_reg_state *reg, int nr_slots)
1245 {
1246         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1247         int spi, i, j;
1248
1249         /* For -ERANGE (i.e. spi not falling into allocated stack slots), we
1250          * will do check_mem_access to check and update stack bounds later, so
1251          * return true for that case.
1252          */
1253         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1254         if (spi == -ERANGE)
1255                 return true;
1256         if (spi < 0)
1257                 return false;
1258
1259         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1260                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1261
1262                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1263                         if (slot->slot_type[j] == STACK_ITER)
1264                                 return false;
1265         }
1266
1267         return true;
1268 }
1269
1270 static bool is_iter_reg_valid_init(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
1271                                    struct btf *btf, u32 btf_id, int nr_slots)
1272 {
1273         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
1274         int spi, i, j;
1275
1276         spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
1277         if (spi < 0)
1278                 return false;
1279
1280         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
1281                 struct bpf_stack_state *slot = &state->stack[spi - i];
1282                 struct bpf_reg_state *st = &slot->spilled_ptr;
1283
1284                 /* only main (first) slot has ref_obj_id set */
1285                 if (i == 0 && !st->ref_obj_id)
1286                         return false;
1287                 if (i != 0 && st->ref_obj_id)
1288                         return false;
1289                 if (st->iter.btf != btf || st->iter.btf_id != btf_id)
1290                         return false;
1291
1292                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1293                         if (slot->slot_type[j] != STACK_ITER)
1294                                 return false;
1295         }
1296
1297         return true;
1298 }
1299
1300 /* Check if given stack slot is "special":
1301  *   - spilled register state (STACK_SPILL);
1302  *   - dynptr state (STACK_DYNPTR);
1303  *   - iter state (STACK_ITER).
1304  */
1305 static bool is_stack_slot_special(const struct bpf_stack_state *stack)
1306 {
1307         enum bpf_stack_slot_type type = stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1];
1308
1309         switch (type) {
1310         case STACK_SPILL:
1311         case STACK_DYNPTR:
1312         case STACK_ITER:
1313                 return true;
1314         case STACK_INVALID:
1315         case STACK_MISC:
1316         case STACK_ZERO:
1317                 return false;
1318         default:
1319                 WARN_ONCE(1, "unknown stack slot type %d\n", type);
1320                 return true;
1321         }
1322 }
1323
1324 /* The reg state of a pointer or a bounded scalar was saved when
1325  * it was spilled to the stack.
1326  */
1327 static bool is_spilled_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1328 {
1329         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL;
1330 }
1331
1332 static bool is_spilled_scalar_reg(const struct bpf_stack_state *stack)
1333 {
1334         return stack->slot_type[BPF_REG_SIZE - 1] == STACK_SPILL &&
1335                stack->spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE;
1336 }
1337
1338 static void scrub_spilled_slot(u8 *stype)
1339 {
1340         if (*stype != STACK_INVALID)
1341                 *stype = STACK_MISC;
1342 }
1343
1344 static void print_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
1345                                  const struct bpf_func_state *state,
1346                                  bool print_all)
1347 {
1348         const struct bpf_reg_state *reg;
1349         enum bpf_reg_type t;
1350         int i;
1351
1352         if (state->frameno)
1353                 verbose(env, " frame%d:", state->frameno);
1354         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
1355                 reg = &state->regs[i];
1356                 t = reg->type;
1357                 if (t == NOT_INIT)
1358                         continue;
1359                 if (!print_all && !reg_scratched(env, i))
1360                         continue;
1361                 verbose(env, " R%d", i);
1362                 print_liveness(env, reg->live);
1363                 verbose(env, "=");
1364                 if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1365                         verbose(env, "P");
1366                 if ((t == SCALAR_VALUE || t == PTR_TO_STACK) &&
1367                     tnum_is_const(reg->var_off)) {
1368                         /* reg->off should be 0 for SCALAR_VALUE */
1369                         verbose(env, "%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1370                         verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1371                 } else {
1372                         const char *sep = "";
1373
1374                         verbose(env, "%s", reg_type_str(env, t));
1375                         if (base_type(t) == PTR_TO_BTF_ID)
1376                                 verbose(env, "%s", btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id));
1377                         verbose(env, "(");
1378 /*
1379  * _a stands for append, was shortened to avoid multiline statements below.
1380  * This macro is used to output a comma separated list of attributes.
1381  */
1382 #define verbose_a(fmt, ...) ({ verbose(env, "%s" fmt, sep, __VA_ARGS__); sep = ","; })
1383
1384                         if (reg->id)
1385                                 verbose_a("id=%d", reg->id);
1386                         if (reg->ref_obj_id)
1387                                 verbose_a("ref_obj_id=%d", reg->ref_obj_id);
1388                         if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
1389                                 verbose_a("%s", "non_own_ref");
1390                         if (t != SCALAR_VALUE)
1391                                 verbose_a("off=%d", reg->off);
1392                         if (type_is_pkt_pointer(t))
1393                                 verbose_a("r=%d", reg->range);
1394                         else if (base_type(t) == CONST_PTR_TO_MAP ||
1395                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_KEY ||
1396                                  base_type(t) == PTR_TO_MAP_VALUE)
1397                                 verbose_a("ks=%d,vs=%d",
1398                                           reg->map_ptr->key_size,
1399                                           reg->map_ptr->value_size);
1400                         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
1401                                 /* Typically an immediate SCALAR_VALUE, but
1402                                  * could be a pointer whose offset is too big
1403                                  * for reg->off
1404                                  */
1405                                 verbose_a("imm=%llx", reg->var_off.value);
1406                         } else {
1407                                 if (reg->smin_value != reg->umin_value &&
1408                                     reg->smin_value != S64_MIN)
1409                                         verbose_a("smin=%lld", (long long)reg->smin_value);
1410                                 if (reg->smax_value != reg->umax_value &&
1411                                     reg->smax_value != S64_MAX)
1412                                         verbose_a("smax=%lld", (long long)reg->smax_value);
1413                                 if (reg->umin_value != 0)
1414                                         verbose_a("umin=%llu", (unsigned long long)reg->umin_value);
1415                                 if (reg->umax_value != U64_MAX)
1416                                         verbose_a("umax=%llu", (unsigned long long)reg->umax_value);
1417                                 if (!tnum_is_unknown(reg->var_off)) {
1418                                         char tn_buf[48];
1419
1420                                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
1421                                         verbose_a("var_off=%s", tn_buf);
1422                                 }
1423                                 if (reg->s32_min_value != reg->smin_value &&
1424                                     reg->s32_min_value != S32_MIN)
1425                                         verbose_a("s32_min=%d", (int)(reg->s32_min_value));
1426                                 if (reg->s32_max_value != reg->smax_value &&
1427                                     reg->s32_max_value != S32_MAX)
1428                                         verbose_a("s32_max=%d", (int)(reg->s32_max_value));
1429                                 if (reg->u32_min_value != reg->umin_value &&
1430                                     reg->u32_min_value != U32_MIN)
1431                                         verbose_a("u32_min=%d", (int)(reg->u32_min_value));
1432                                 if (reg->u32_max_value != reg->umax_value &&
1433                                     reg->u32_max_value != U32_MAX)
1434                                         verbose_a("u32_max=%d", (int)(reg->u32_max_value));
1435                         }
1436 #undef verbose_a
1437
1438                         verbose(env, ")");
1439                 }
1440         }
1441         for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
1442                 char types_buf[BPF_REG_SIZE + 1];
1443                 bool valid = false;
1444                 int j;
1445
1446                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++) {
1447                         if (state->stack[i].slot_type[j] != STACK_INVALID)
1448                                 valid = true;
1449                         types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1450                 }
1451                 types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1452                 if (!valid)
1453                         continue;
1454                 if (!print_all && !stack_slot_scratched(env, i))
1455                         continue;
1456                 switch (state->stack[i].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
1457                 case STACK_SPILL:
1458                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1459                         t = reg->type;
1460
1461                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1462                         print_liveness(env, reg->live);
1463                         verbose(env, "=%s", t == SCALAR_VALUE ? "" : reg_type_str(env, t));
1464                         if (t == SCALAR_VALUE && reg->precise)
1465                                 verbose(env, "P");
1466                         if (t == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off))
1467                                 verbose(env, "%lld", reg->var_off.value + reg->off);
1468                         break;
1469                 case STACK_DYNPTR:
1470                         i += BPF_DYNPTR_NR_SLOTS - 1;
1471                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1472
1473                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1474                         print_liveness(env, reg->live);
1475                         verbose(env, "=dynptr_%s", dynptr_type_str(reg->dynptr.type));
1476                         if (reg->ref_obj_id)
1477                                 verbose(env, "(ref_id=%d)", reg->ref_obj_id);
1478                         break;
1479                 case STACK_ITER:
1480                         /* only main slot has ref_obj_id set; skip others */
1481                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1482                         if (!reg->ref_obj_id)
1483                                 continue;
1484
1485                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1486                         print_liveness(env, reg->live);
1487                         verbose(env, "=iter_%s(ref_id=%d,state=%s,depth=%u)",
1488                                 iter_type_str(reg->iter.btf, reg->iter.btf_id),
1489                                 reg->ref_obj_id, iter_state_str(reg->iter.state),
1490                                 reg->iter.depth);
1491                         break;
1492                 case STACK_MISC:
1493                 case STACK_ZERO:
1494                 default:
1495                         reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
1496
1497                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
1498                                 types_buf[j] = slot_type_char[state->stack[i].slot_type[j]];
1499                         types_buf[BPF_REG_SIZE] = 0;
1500
1501                         verbose(env, " fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
1502                         print_liveness(env, reg->live);
1503                         verbose(env, "=%s", types_buf);
1504                         break;
1505                 }
1506         }
1507         if (state->acquired_refs && state->refs[0].id) {
1508                 verbose(env, " refs=%d", state->refs[0].id);
1509                 for (i = 1; i < state->acquired_refs; i++)
1510                         if (state->refs[i].id)
1511                                 verbose(env, ",%d", state->refs[i].id);
1512         }
1513         if (state->in_callback_fn)
1514                 verbose(env, " cb");
1515         if (state->in_async_callback_fn)
1516                 verbose(env, " async_cb");
1517         verbose(env, "\n");
1518         mark_verifier_state_clean(env);
1519 }
1520
1521 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1522 {
1523         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1524                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1525 }
1526
1527 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1528                              const struct bpf_func_state *state)
1529 {
1530         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1531                 /* remove new line character */
1532                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1533                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1534         } else {
1535                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1536         }
1537         print_verifier_state(env, state, false);
1538 }
1539
1540 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1541  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1542  * the contents of dst.
1543  *
1544  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1545  * not be allocated.
1546  */
1547 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1548 {
1549         size_t alloc_bytes;
1550         void *orig = dst;
1551         size_t bytes;
1552
1553         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1554                 goto out;
1555
1556         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1557                 return NULL;
1558
1559         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1560         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1561         if (!dst) {
1562                 kfree(orig);
1563                 return NULL;
1564         }
1565
1566         memcpy(dst, src, bytes);
1567 out:
1568         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1569 }
1570
1571 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1572  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1573  *
1574  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1575  */
1576 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1577 {
1578         size_t alloc_size;
1579         void *new_arr;
1580
1581         if (!new_n || old_n == new_n)
1582                 goto out;
1583
1584         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1585         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1586         if (!new_arr) {
1587                 kfree(arr);
1588                 return NULL;
1589         }
1590         arr = new_arr;
1591
1592         if (new_n > old_n)
1593                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1594
1595 out:
1596         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1597 }
1598
1599 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1600 {
1601         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1602                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1603         if (!dst->refs)
1604                 return -ENOMEM;
1605
1606         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1607         return 0;
1608 }
1609
1610 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1611 {
1612         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1613
1614         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1615                                 GFP_KERNEL);
1616         if (!dst->stack)
1617                 return -ENOMEM;
1618
1619         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1624 {
1625         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1626                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1627         if (!state->refs)
1628                 return -ENOMEM;
1629
1630         state->acquired_refs = n;
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 static int grow_stack_state(struct bpf_func_state *state, int size)
1635 {
1636         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1637
1638         if (old_n >= n)
1639                 return 0;
1640
1641         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1642         if (!state->stack)
1643                 return -ENOMEM;
1644
1645         state->allocated_stack = size;
1646         return 0;
1647 }
1648
1649 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1650  * this new pointer reference.
1651  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1652  * On failure, returns a negative errno.
1653  */
1654 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1655 {
1656         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1657         int new_ofs = state->acquired_refs;
1658         int id, err;
1659
1660         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1661         if (err)
1662                 return err;
1663         id = ++env->id_gen;
1664         state->refs[new_ofs].id = id;
1665         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1666         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1667
1668         return id;
1669 }
1670
1671 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1672 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1673 {
1674         int i, last_idx;
1675
1676         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1677         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1678                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1679                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1680                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1681                                 return -EINVAL;
1682                         if (last_idx && i != last_idx)
1683                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1684                                        sizeof(*state->refs));
1685                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1686                         state->acquired_refs--;
1687                         return 0;
1688                 }
1689         }
1690         return -EINVAL;
1691 }
1692
1693 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1694 {
1695         if (!state)
1696                 return;
1697         kfree(state->refs);
1698         kfree(state->stack);
1699         kfree(state);
1700 }
1701
1702 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1703 {
1704         kfree(state->jmp_history);
1705         state->jmp_history = NULL;
1706         state->jmp_history_cnt = 0;
1707 }
1708
1709 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1710                                 bool free_self)
1711 {
1712         int i;
1713
1714         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1715                 free_func_state(state->frame[i]);
1716                 state->frame[i] = NULL;
1717         }
1718         clear_jmp_history(state);
1719         if (free_self)
1720                 kfree(state);
1721 }
1722
1723 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1724  * when necessary to accommodate larger src stack
1725  */
1726 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1727                            const struct bpf_func_state *src)
1728 {
1729         int err;
1730
1731         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1732         err = copy_reference_state(dst, src);
1733         if (err)
1734                 return err;
1735         return copy_stack_state(dst, src);
1736 }
1737
1738 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1739                                const struct bpf_verifier_state *src)
1740 {
1741         struct bpf_func_state *dst;
1742         int i, err;
1743
1744         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1745                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1746                                             GFP_USER);
1747         if (!dst_state->jmp_history)
1748                 return -ENOMEM;
1749         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1750
1751         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1752         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1753                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1754                 dst_state->frame[i] = NULL;
1755         }
1756         dst_state->speculative = src->speculative;
1757         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1758         dst_state->curframe = src->curframe;
1759         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1760         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1761         dst_state->branches = src->branches;
1762         dst_state->parent = src->parent;
1763         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1764         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1765         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1766                 dst = dst_state->frame[i];
1767                 if (!dst) {
1768                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1769                         if (!dst)
1770                                 return -ENOMEM;
1771                         dst_state->frame[i] = dst;
1772                 }
1773                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1774                 if (err)
1775                         return err;
1776         }
1777         return 0;
1778 }
1779
1780 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1781 {
1782         while (st) {
1783                 u32 br = --st->branches;
1784
1785                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1786                  * but see comment in push_stack(), hence:
1787                  */
1788                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1789                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1790                           br);
1791                 if (br)
1792                         break;
1793                 st = st->parent;
1794         }
1795 }
1796
1797 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1798                      int *insn_idx, bool pop_log)
1799 {
1800         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1801         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1802         int err;
1803
1804         if (env->head == NULL)
1805                 return -ENOENT;
1806
1807         if (cur) {
1808                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1809                 if (err)
1810                         return err;
1811         }
1812         if (pop_log)
1813                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1814         if (insn_idx)
1815                 *insn_idx = head->insn_idx;
1816         if (prev_insn_idx)
1817                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1818         elem = head->next;
1819         free_verifier_state(&head->st, false);
1820         kfree(head);
1821         env->head = elem;
1822         env->stack_size--;
1823         return 0;
1824 }
1825
1826 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1827                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1828                                              bool speculative)
1829 {
1830         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1831         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1832         int err;
1833
1834         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1835         if (!elem)
1836                 goto err;
1837
1838         elem->insn_idx = insn_idx;
1839         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1840         elem->next = env->head;
1841         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1842         env->head = elem;
1843         env->stack_size++;
1844         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1845         if (err)
1846                 goto err;
1847         elem->st.speculative |= speculative;
1848         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1849                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1850                         env->stack_size);
1851                 goto err;
1852         }
1853         if (elem->st.parent) {
1854                 ++elem->st.parent->branches;
1855                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1856                  * but
1857                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1858                  * instructions
1859                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1860                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1861                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1862                  * which might have large 'branches' count.
1863                  */
1864         }
1865         return &elem->st;
1866 err:
1867         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1868         env->cur_state = NULL;
1869         /* pop all elements and return */
1870         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1871         return NULL;
1872 }
1873
1874 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1875 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1876         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1877 };
1878
1879 /* This helper doesn't clear reg->id */
1880 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1881 {
1882         reg->var_off = tnum_const(imm);
1883         reg->smin_value = (s64)imm;
1884         reg->smax_value = (s64)imm;
1885         reg->umin_value = imm;
1886         reg->umax_value = imm;
1887
1888         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1889         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1890         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1891         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1892 }
1893
1894 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1895  * known to have the value @imm.
1896  */
1897 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1898 {
1899         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1900         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1901                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1902         reg->id = 0;
1903         reg->ref_obj_id = 0;
1904         ___mark_reg_known(reg, imm);
1905 }
1906
1907 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1908 {
1909         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1910         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1911         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1912         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1913         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1914 }
1915
1916 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1917  * used only on registers holding a pointer type.
1918  */
1919 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1920 {
1921         __mark_reg_known(reg, 0);
1922 }
1923
1924 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1925 {
1926         __mark_reg_known(reg, 0);
1927         reg->type = SCALAR_VALUE;
1928 }
1929
1930 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1931                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1932 {
1933         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1934                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1935                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1936                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1937                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1938                 return;
1939         }
1940         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1941 }
1942
1943 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1944                               bool first_slot, int dynptr_id)
1945 {
1946         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1947          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1948          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1949          */
1950         __mark_reg_known_zero(reg);
1951         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1952         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1953         reg->id = dynptr_id;
1954         reg->dynptr.type = type;
1955         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1956 }
1957
1958 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1959 {
1960         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1961                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1962
1963                 if (map->inner_map_meta) {
1964                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1965                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1966                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1967                          * as UID of the inner map.
1968                          */
1969                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1970                                 reg->map_uid = reg->id;
1971                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1972                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1973                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1974                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1975                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1976                 } else {
1977                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1978                 }
1979                 return;
1980         }
1981
1982         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1983 }
1984
1985 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1986                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1987 {
1988         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1989         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1990         regs[regno].btf = ds_head->btf;
1991         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
1992         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
1993 }
1994
1995 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
1996 {
1997         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
1998 }
1999
2000 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2001 {
2002         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2003                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2004 }
2005
2006 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2007 {
2008         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2009                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2010 }
2011
2012 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2013 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2014                                     enum bpf_reg_type which)
2015 {
2016         /* The register can already have a range from prior markings.
2017          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2018          * origin.
2019          */
2020         return reg->type == which &&
2021                reg->id == 0 &&
2022                reg->off == 0 &&
2023                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2024 }
2025
2026 /* Reset the min/max bounds of a register */
2027 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2028 {
2029         reg->smin_value = S64_MIN;
2030         reg->smax_value = S64_MAX;
2031         reg->umin_value = 0;
2032         reg->umax_value = U64_MAX;
2033
2034         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2035         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2036         reg->u32_min_value = 0;
2037         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2038 }
2039
2040 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2041 {
2042         reg->smin_value = S64_MIN;
2043         reg->smax_value = S64_MAX;
2044         reg->umin_value = 0;
2045         reg->umax_value = U64_MAX;
2046 }
2047
2048 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2049 {
2050         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2051         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2052         reg->u32_min_value = 0;
2053         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2054 }
2055
2056 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2057 {
2058         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2059
2060         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2061         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2062                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2063         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2064         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2065                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2066         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2067         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2068                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2069 }
2070
2071 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2072 {
2073         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2074         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2075                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2076         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2077         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2078                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2079         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2080         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2081                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2082 }
2083
2084 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2085 {
2086         __update_reg32_bounds(reg);
2087         __update_reg64_bounds(reg);
2088 }
2089
2090 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2091 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2092 {
2093         /* Learn sign from signed bounds.
2094          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2095          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2096          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2097          */
2098         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2099                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2100                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2101                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2102                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2103                 return;
2104         }
2105         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2106          * boundary, so we must be careful.
2107          */
2108         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2109                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2110                  * is positive, hence safe.
2111                  */
2112                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2113                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2114                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2115         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2116                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2117                  * is negative, hence safe.
2118                  */
2119                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2120                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2121                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2122         }
2123 }
2124
2125 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2126 {
2127         /* Learn sign from signed bounds.
2128          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2129          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2130          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2131          */
2132         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2133                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2134                                                           reg->umin_value);
2135                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2136                                                           reg->umax_value);
2137                 return;
2138         }
2139         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2140          * boundary, so we must be careful.
2141          */
2142         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2143                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2144                  * is positive, hence safe.
2145                  */
2146                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2147                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2148                                                           reg->umax_value);
2149         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2150                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2151                  * is negative, hence safe.
2152                  */
2153                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2154                                                           reg->umin_value);
2155                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2156         }
2157 }
2158
2159 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2160 {
2161         __reg32_deduce_bounds(reg);
2162         __reg64_deduce_bounds(reg);
2163 }
2164
2165 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2166 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2167 {
2168         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2169                                                tnum_range(reg->umin_value,
2170                                                           reg->umax_value));
2171         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2172                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2173                                                           reg->u32_max_value));
2174
2175         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2176 }
2177
2178 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2179 {
2180         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2181         __update_reg_bounds(reg);
2182         /* We might have learned something about the sign bit. */
2183         __reg_deduce_bounds(reg);
2184         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2185         __reg_bound_offset(reg);
2186         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2187          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2188          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2189          */
2190         __update_reg_bounds(reg);
2191 }
2192
2193 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2194 {
2195         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2196 }
2197
2198 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2199 {
2200         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2201         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2202
2203         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2204          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2205          * from tnum.
2206          */
2207         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2208             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2209                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2210                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2211         } else {
2212                 reg->smin_value = 0;
2213                 reg->smax_value = U32_MAX;
2214         }
2215 }
2216
2217 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2218 {
2219         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2220          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2221          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2222          */
2223         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2224                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2225         } else {
2226                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2227                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2228                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2229                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2230                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2231                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2232                  */
2233                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2234         }
2235         reg_bounds_sync(reg);
2236 }
2237
2238 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2239 {
2240         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2241 }
2242
2243 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2244 {
2245         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2246 }
2247
2248 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2249 {
2250         __mark_reg32_unbounded(reg);
2251         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2252                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2253                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2254         }
2255         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2256                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2257                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2258         }
2259         reg_bounds_sync(reg);
2260 }
2261
2262 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2263 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2264                                struct bpf_reg_state *reg)
2265 {
2266         /*
2267          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2268          * padding between 'type' and union
2269          */
2270         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2271         reg->type = SCALAR_VALUE;
2272         reg->id = 0;
2273         reg->ref_obj_id = 0;
2274         reg->var_off = tnum_unknown;
2275         reg->frameno = 0;
2276         reg->precise = !env->bpf_capable;
2277         __mark_reg_unbounded(reg);
2278 }
2279
2280 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2281                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2282 {
2283         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2284                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2285                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2286                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2287                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2288                 return;
2289         }
2290         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2291 }
2292
2293 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2294                                 struct bpf_reg_state *reg)
2295 {
2296         __mark_reg_unknown(env, reg);
2297         reg->type = NOT_INIT;
2298 }
2299
2300 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2301                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2302 {
2303         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2304                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2305                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2306                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2307                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2308                 return;
2309         }
2310         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2311 }
2312
2313 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2314                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2315                             enum bpf_reg_type reg_type,
2316                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2317                             enum bpf_type_flag flag)
2318 {
2319         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2320                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2321                 return;
2322         }
2323         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2324         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2325         regs[regno].btf = btf;
2326         regs[regno].btf_id = btf_id;
2327 }
2328
2329 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2330 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2331                            struct bpf_func_state *state)
2332 {
2333         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2334         int i;
2335
2336         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2337                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2338                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2339                 regs[i].parent = NULL;
2340                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2341         }
2342
2343         /* frame pointer */
2344         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2345         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2346         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2347 }
2348
2349 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2350 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2351                             struct bpf_func_state *state,
2352                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2353 {
2354         state->callsite = callsite;
2355         state->frameno = frameno;
2356         state->subprogno = subprogno;
2357         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2358         init_reg_state(env, state);
2359         mark_verifier_state_scratched(env);
2360 }
2361
2362 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2363 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2364                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2365                                                 int subprog)
2366 {
2367         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2368         struct bpf_func_state *frame;
2369
2370         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2371         if (!elem)
2372                 goto err;
2373
2374         elem->insn_idx = insn_idx;
2375         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2376         elem->next = env->head;
2377         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2378         env->head = elem;
2379         env->stack_size++;
2380         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2381                 verbose(env,
2382                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2383                         env->stack_size);
2384                 goto err;
2385         }
2386         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2387          * The caller state doesn't matter.
2388          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2389          * Initialize it similar to do_check_common().
2390          */
2391         elem->st.branches = 1;
2392         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2393         if (!frame)
2394                 goto err;
2395         init_func_state(env, frame,
2396                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2397                         0 /* frameno within this callchain */,
2398                         subprog /* subprog number within this prog */);
2399         elem->st.frame[0] = frame;
2400         return &elem->st;
2401 err:
2402         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2403         env->cur_state = NULL;
2404         /* pop all elements and return */
2405         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2406         return NULL;
2407 }
2408
2409
2410 enum reg_arg_type {
2411         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2412         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2413         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2414 };
2415
2416 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2417 {
2418         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2419                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2420 }
2421
2422 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2423 {
2424         struct bpf_subprog_info *p;
2425
2426         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2427                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2428         if (!p)
2429                 return -ENOENT;
2430         return p - env->subprog_info;
2431
2432 }
2433
2434 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2435 {
2436         int insn_cnt = env->prog->len;
2437         int ret;
2438
2439         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2440                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2441                 return -EINVAL;
2442         }
2443         ret = find_subprog(env, off);
2444         if (ret >= 0)
2445                 return ret;
2446         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2447                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2448                 return -E2BIG;
2449         }
2450         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2451         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2452         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2453              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2454         return env->subprog_cnt - 1;
2455 }
2456
2457 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2458 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2459
2460 struct bpf_kfunc_desc {
2461         struct btf_func_model func_model;
2462         u32 func_id;
2463         s32 imm;
2464         u16 offset;
2465         unsigned long addr;
2466 };
2467
2468 struct bpf_kfunc_btf {
2469         struct btf *btf;
2470         struct module *module;
2471         u16 offset;
2472 };
2473
2474 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2475         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2476          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2477          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2478          * sorts this by imm and offset.
2479          */
2480         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2481         u32 nr_descs;
2482 };
2483
2484 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2485         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2486         u32 nr_descs;
2487 };
2488
2489 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2490 {
2491         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2492         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2493
2494         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2495         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2496 }
2497
2498 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2499 {
2500         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2501         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2502
2503         return d0->offset - d1->offset;
2504 }
2505
2506 static const struct bpf_kfunc_desc *
2507 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2508 {
2509         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2510                 .func_id = func_id,
2511                 .offset = offset,
2512         };
2513         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2514
2515         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2516         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2517                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2518 }
2519
2520 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2521                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2522 {
2523         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2524
2525         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2526         if (!desc)
2527                 return -EFAULT;
2528
2529         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2530         return 0;
2531 }
2532
2533 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2534                                          s16 offset)
2535 {
2536         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2537         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2538         struct bpf_kfunc_btf *b;
2539         struct module *mod;
2540         struct btf *btf;
2541         int btf_fd;
2542
2543         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2544         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2545                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2546         if (!b) {
2547                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2548                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2549                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2550                 }
2551
2552                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2553                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2554                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2555                 }
2556
2557                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2558                                             offset * sizeof(btf_fd),
2559                                             sizeof(btf_fd)))
2560                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2561
2562                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2563                 if (IS_ERR(btf)) {
2564                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2565                         return btf;
2566                 }
2567
2568                 if (!btf_is_module(btf)) {
2569                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2570                         btf_put(btf);
2571                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2572                 }
2573
2574                 mod = btf_try_get_module(btf);
2575                 if (!mod) {
2576                         btf_put(btf);
2577                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2578                 }
2579
2580                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2581                 b->btf = btf;
2582                 b->module = mod;
2583                 b->offset = offset;
2584
2585                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2586                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2587         }
2588         return b->btf;
2589 }
2590
2591 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2592 {
2593         if (!tab)
2594                 return;
2595
2596         while (tab->nr_descs--) {
2597                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2598                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2599         }
2600         kfree(tab);
2601 }
2602
2603 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2604 {
2605         if (offset) {
2606                 if (offset < 0) {
2607                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2608                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2609                          */
2610                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2611                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2612                 }
2613
2614                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2615         }
2616         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2617 }
2618
2619 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2620 {
2621         const struct btf_type *func, *func_proto;
2622         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2623         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2624         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2625         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2626         const char *func_name;
2627         struct btf *desc_btf;
2628         unsigned long call_imm;
2629         unsigned long addr;
2630         int err;
2631
2632         prog_aux = env->prog->aux;
2633         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2634         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2635         if (!tab) {
2636                 if (!btf_vmlinux) {
2637                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2638                         return -ENOTSUPP;
2639                 }
2640
2641                 if (!env->prog->jit_requested) {
2642                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2643                         return -ENOTSUPP;
2644                 }
2645
2646                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2647                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2648                         return -ENOTSUPP;
2649                 }
2650
2651                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2652                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2653                         return -EINVAL;
2654                 }
2655
2656                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2657                 if (!tab)
2658                         return -ENOMEM;
2659                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2660         }
2661
2662         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2663          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2664          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2665          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2666          * for such calls.
2667          */
2668         if (!func_id && !offset)
2669                 return 0;
2670
2671         if (!btf_tab && offset) {
2672                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2673                 if (!btf_tab)
2674                         return -ENOMEM;
2675                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2676         }
2677
2678         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2679         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2680                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2681                 return PTR_ERR(desc_btf);
2682         }
2683
2684         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2685                 return 0;
2686
2687         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2688                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2689                 return -E2BIG;
2690         }
2691
2692         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2693         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2694                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2695                         func_id);
2696                 return -EINVAL;
2697         }
2698         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2699         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2700                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2701                         func_id);
2702                 return -EINVAL;
2703         }
2704
2705         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2706         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2707         if (!addr) {
2708                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2709                         func_name);
2710                 return -EINVAL;
2711         }
2712         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2713
2714         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2715                 call_imm = func_id;
2716         } else {
2717                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2718                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2719                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2720                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2721                                 func_name);
2722                         return -EINVAL;
2723                 }
2724         }
2725
2726         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2727                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2728                 if (err)
2729                         return err;
2730         }
2731
2732         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2733         desc->func_id = func_id;
2734         desc->imm = call_imm;
2735         desc->offset = offset;
2736         desc->addr = addr;
2737         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2738                                      func_proto, func_name,
2739                                      &desc->func_model);
2740         if (!err)
2741                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2742                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2743         return err;
2744 }
2745
2746 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2747 {
2748         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2749         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2750
2751         if (d0->imm != d1->imm)
2752                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2753         if (d0->offset != d1->offset)
2754                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2755         return 0;
2756 }
2757
2758 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2759 {
2760         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2761
2762         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2763         if (!tab)
2764                 return;
2765
2766         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2767              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2768 }
2769
2770 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2771 {
2772         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2773 }
2774
2775 const struct btf_func_model *
2776 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2777                          const struct bpf_insn *insn)
2778 {
2779         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2780                 .imm = insn->imm,
2781                 .offset = insn->off,
2782         };
2783         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2784         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2785
2786         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2787         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2788                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2789
2790         return res ? &res->func_model : NULL;
2791 }
2792
2793 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2794 {
2795         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2796         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2797         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2798
2799         /* Add entry function. */
2800         ret = add_subprog(env, 0);
2801         if (ret)
2802                 return ret;
2803
2804         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2805                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2806                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2807                         continue;
2808
2809                 if (!env->bpf_capable) {
2810                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2811                         return -EPERM;
2812                 }
2813
2814                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2815                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2816                 else
2817                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2818
2819                 if (ret < 0)
2820                         return ret;
2821         }
2822
2823         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2824          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2825          */
2826         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2827
2828         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2829                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2830                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2831
2832         return 0;
2833 }
2834
2835 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2836 {
2837         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2838         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2839         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2840         int insn_cnt = env->prog->len;
2841
2842         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2843         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2844         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2845         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2846                 u8 code = insn[i].code;
2847
2848                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2849                     insn[i].src_reg == 0 &&
2850                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2851                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2852                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2853                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2854                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2855                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2856                         goto next;
2857                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2858                         goto next;
2859                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2860                         off = i + insn[i].imm + 1;
2861                 else
2862                         off = i + insn[i].off + 1;
2863                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2864                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2865                         return -EINVAL;
2866                 }
2867 next:
2868                 if (i == subprog_end - 1) {
2869                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2870                          * the last insn of the subprog should be either exit
2871                          * or unconditional jump back
2872                          */
2873                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2874                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2875                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2876                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2877                                 return -EINVAL;
2878                         }
2879                         subprog_start = subprog_end;
2880                         cur_subprog++;
2881                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2882                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2883                 }
2884         }
2885         return 0;
2886 }
2887
2888 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2889  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2890  */
2891 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2892                          const struct bpf_reg_state *state,
2893                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2894 {
2895         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2896         int cnt = 0;
2897
2898         while (parent) {
2899                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2900                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2901                         break;
2902                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2903                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2904                                 reg_type_str(env, parent->type),
2905                                 parent->var_off.value, parent->off);
2906                         return -EFAULT;
2907                 }
2908                 /* The first condition is more likely to be true than the
2909                  * second, checked it first.
2910                  */
2911                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2912                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2913                         /* The parentage chain never changes and
2914                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2915                          * There is no need to keep walking the chain again and
2916                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2917                          * This case happens when the same register is read
2918                          * multiple times without writes into it in-between.
2919                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2920                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2921                          */
2922                         break;
2923                 /* ... then we depend on parent's value */
2924                 parent->live |= flag;
2925                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2926                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2927                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2928                 state = parent;
2929                 parent = state->parent;
2930                 writes = true;
2931                 cnt++;
2932         }
2933
2934         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2935                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2936         return 0;
2937 }
2938
2939 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2940 {
2941         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2942         int spi, ret;
2943
2944         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2945          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2946          * check_kfunc_call.
2947          */
2948         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2949                 return 0;
2950         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2951         if (spi < 0)
2952                 return spi;
2953         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2954          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2955          * read.
2956          */
2957         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2958                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2959         if (ret)
2960                 return ret;
2961         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2962                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2963 }
2964
2965 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2966                           int spi, int nr_slots)
2967 {
2968         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2969         int err, i;
2970
2971         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2972                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2973
2974                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2975                 if (err)
2976                         return err;
2977
2978                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2979         }
2980
2981         return 0;
2982 }
2983
2984 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2985  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2986  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2987  */
2988 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2989                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2990 {
2991         u8 code, class, op;
2992
2993         code = insn->code;
2994         class = BPF_CLASS(code);
2995         op = BPF_OP(code);
2996         if (class == BPF_JMP) {
2997                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
2998                  * conservatively.
2999                  */
3000                 if (op == BPF_EXIT)
3001                         return true;
3002                 if (op == BPF_CALL) {
3003                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3004                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3005                          * don't care the register def because they are anyway
3006                          * marked as NOT_INIT already.
3007                          */
3008                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3009                                 return false;
3010                         /* Helper call will reach here because of arg type
3011                          * check, conservatively return TRUE.
3012                          */
3013                         if (t == SRC_OP)
3014                                 return true;
3015
3016                         return false;
3017                 }
3018         }
3019
3020         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3021                 return false;
3022
3023         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3024             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3025                 return true;
3026
3027         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3028                 return false;
3029
3030         if (class == BPF_LDX) {
3031                 if (t != SRC_OP)
3032                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3033                 /* LDX source must be ptr. */
3034                 return true;
3035         }
3036
3037         if (class == BPF_STX) {
3038                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3039                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3040                  * asking about it.
3041                  */
3042                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3043                         return true;
3044                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3045         }
3046
3047         if (class == BPF_LD) {
3048                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3049
3050                 /* LD_IMM64 */
3051                 if (mode == BPF_IMM)
3052                         return true;
3053
3054                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3055                 if (t != SRC_OP)
3056                         return  false;
3057
3058                 /* Implicit ctx ptr. */
3059                 if (regno == BPF_REG_6)
3060                         return true;
3061
3062                 /* Explicit source could be any width. */
3063                 return true;
3064         }
3065
3066         if (class == BPF_ST)
3067                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3068                 return true;
3069
3070         /* Conservatively return true at default. */
3071         return true;
3072 }
3073
3074 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3075 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3076 {
3077         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3078         case BPF_JMP:
3079         case BPF_JMP32:
3080         case BPF_ST:
3081                 return -1;
3082         case BPF_STX:
3083                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3084                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3085                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3086                                 return BPF_REG_0;
3087                         else
3088                                 return insn->src_reg;
3089                 } else {
3090                         return -1;
3091                 }
3092         default:
3093                 return insn->dst_reg;
3094         }
3095 }
3096
3097 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3098 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3099 {
3100         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3101
3102         if (dst_reg == -1)
3103                 return false;
3104
3105         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3106 }
3107
3108 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3109                            struct bpf_reg_state *reg)
3110 {
3111         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3112
3113         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3114                 return;
3115
3116         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3117         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3118         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3119 }
3120
3121 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3122                          enum reg_arg_type t)
3123 {
3124         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3125         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3126         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3127         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3128         bool rw64;
3129
3130         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3131                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3132                 return -EINVAL;
3133         }
3134
3135         mark_reg_scratched(env, regno);
3136
3137         reg = &regs[regno];
3138         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3139         if (t == SRC_OP) {
3140                 /* check whether register used as source operand can be read */
3141                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3142                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3143                         return -EACCES;
3144                 }
3145                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3146                 if (regno == BPF_REG_FP)
3147                         return 0;
3148
3149                 if (rw64)
3150                         mark_insn_zext(env, reg);
3151
3152                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3153                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3154         } else {
3155                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3156                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3157                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3158                         return -EACCES;
3159                 }
3160                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3161                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3162                 if (t == DST_OP)
3163                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3164         }
3165         return 0;
3166 }
3167
3168 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3169 {
3170         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3171 }
3172
3173 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3174 {
3175         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3176 }
3177
3178 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3179 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3180                             struct bpf_verifier_state *cur)
3181 {
3182         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3183         struct bpf_idx_pair *p;
3184         size_t alloc_size;
3185
3186         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3187                 return 0;
3188
3189         cnt++;
3190         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3191         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3192         if (!p)
3193                 return -ENOMEM;
3194         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3195         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3196         cur->jmp_history = p;
3197         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3198         return 0;
3199 }
3200
3201 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3202  * history then previous instruction came from straight line execution.
3203  */
3204 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3205                              u32 *history)
3206 {
3207         u32 cnt = *history;
3208
3209         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3210                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3211                 (*history)--;
3212         } else {
3213                 i--;
3214         }
3215         return i;
3216 }
3217
3218 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3219 {
3220         const struct btf_type *func;
3221         struct btf *desc_btf;
3222
3223         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3224                 return NULL;
3225
3226         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3227         if (IS_ERR(desc_btf))
3228                 return "<error>";
3229
3230         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3231         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3232 }
3233
3234 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3235 {
3236         bt->frame = frame;
3237 }
3238
3239 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3240 {
3241         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3242
3243         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3244         bt->env = env;
3245 }
3246
3247 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3248 {
3249         u64 mask = 0;
3250         int i;
3251
3252         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3253                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3254
3255         return mask == 0;
3256 }
3257
3258 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3259 {
3260         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3261                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3262                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3263                 return -EFAULT;
3264         }
3265         bt->frame++;
3266         return 0;
3267 }
3268
3269 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3270 {
3271         if (bt->frame == 0) {
3272                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3273                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3274                 return -EFAULT;
3275         }
3276         bt->frame--;
3277         return 0;
3278 }
3279
3280 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3281 {
3282         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3283 }
3284
3285 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3286 {
3287         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3288 }
3289
3290 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3291 {
3292         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3293 }
3294
3295 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3296 {
3297         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3298 }
3299
3300 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3301 {
3302         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3303 }
3304
3305 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3306 {
3307         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3308 }
3309
3310 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3311 {
3312         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3313 }
3314
3315 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3316 {
3317         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3318 }
3319
3320 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3321 {
3322         return bt->reg_masks[frame];
3323 }
3324
3325 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3326 {
3327         return bt->reg_masks[bt->frame];
3328 }
3329
3330 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3331 {
3332         return bt->stack_masks[frame];
3333 }
3334
3335 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3336 {
3337         return bt->stack_masks[bt->frame];
3338 }
3339
3340 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3341 {
3342         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3343 }
3344
3345 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3346 {
3347         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3348 }
3349
3350 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3351 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3352 {
3353         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3354         bool first = true;
3355         int i, n;
3356
3357         buf[0] = '\0';
3358
3359         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3360         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3361                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3362                 first = false;
3363                 buf += n;
3364                 buf_sz -= n;
3365                 if (buf_sz < 0)
3366                         break;
3367         }
3368 }
3369 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3370 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3371 {
3372         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3373         bool first = true;
3374         int i, n;
3375
3376         buf[0] = '\0';
3377
3378         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3379         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3380                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3381                 first = false;
3382                 buf += n;
3383                 buf_sz -= n;
3384                 if (buf_sz < 0)
3385                         break;
3386         }
3387 }
3388
3389 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3390  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3391  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3392  *
3393  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3394  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3395  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3396  *   - *was* processed previously during backtracking.
3397  */
3398 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3399                           struct backtrack_state *bt)
3400 {
3401         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3402                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3403                 .cb_print       = verbose,
3404                 .private_data   = env,
3405         };
3406         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3407         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3408         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3409         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3410         u32 dreg = insn->dst_reg;
3411         u32 sreg = insn->src_reg;
3412         u32 spi, i;
3413
3414         if (insn->code == 0)
3415                 return 0;
3416         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3417                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3418                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3419                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3420                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3421                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3422                 verbose(env, "%d: ", idx);
3423                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3424         }
3425
3426         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3427                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3428                         return 0;
3429                 if (opcode == BPF_MOV) {
3430                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3431                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3432                                  * dreg needs precision after this insn
3433                                  * sreg needs precision before this insn
3434                                  */
3435                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3436                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3437                         } else {
3438                                 /* dreg = K
3439                                  * dreg needs precision after this insn.
3440                                  * Corresponding register is already marked
3441                                  * as precise=true in this verifier state.
3442                                  * No further markings in parent are necessary
3443                                  */
3444                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3445                         }
3446                 } else {
3447                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3448                                 /* dreg += sreg
3449                                  * both dreg and sreg need precision
3450                                  * before this insn
3451                                  */
3452                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3453                         } /* else dreg += K
3454                            * dreg still needs precision before this insn
3455                            */
3456                 }
3457         } else if (class == BPF_LDX) {
3458                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3459                         return 0;
3460                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3461
3462                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3463                  * Load from any other memory can be zero extended.
3464                  * The desire to keep that precision is already indicated
3465                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3466                  * No further tracking necessary.
3467                  */
3468                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3469                         return 0;
3470
3471                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3472                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3473                  * tracked with precision
3474                  */
3475                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3476                 if (spi >= 64) {
3477                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3478                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3479                         return -EFAULT;
3480                 }
3481                 bt_set_slot(bt, spi);
3482         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3483                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3484                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3485                          * to access memory. It means backtracking
3486                          * encountered a case of pointer subtraction.
3487                          */
3488                         return -ENOTSUPP;
3489                 /* scalars can only be spilled into stack */
3490                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3491                         return 0;
3492                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3493                 if (spi >= 64) {
3494                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3495                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3496                         return -EFAULT;
3497                 }
3498                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3499                         return 0;
3500                 bt_clear_slot(bt, spi);
3501                 if (class == BPF_STX)
3502                         bt_set_reg(bt, sreg);
3503         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3504                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3505                         int subprog_insn_idx, subprog;
3506
3507                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3508                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3509                         if (subprog < 0)
3510                                 return -EFAULT;
3511
3512                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3513                                 /* check that jump history doesn't have any
3514                                  * extra instructions from subprog; the next
3515                                  * instruction after call to global subprog
3516                                  * should be literally next instruction in
3517                                  * caller program
3518                                  */
3519                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3520                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3521                                  * so for global func call it shouldn't be set
3522                                  * anymore
3523                                  */
3524                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3525                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3526                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3527                                         return -EFAULT;
3528                                 }
3529                                 /* global subprog always sets R0 */
3530                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3531                                 return 0;
3532                         } else {
3533                                 /* static subprog call instruction, which
3534                                  * means that we are exiting current subprog,
3535                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3536                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3537                                  * the current frame should be zero by now
3538                                  */
3539                                 if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3540                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3541                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3542                                         return -EFAULT;
3543                                 }
3544                                 /* we don't track register spills perfectly,
3545                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3546                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3547                                         return -ENOTSUPP;
3548                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3549                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3550                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3551                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3552                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3553                                         }
3554                                 }
3555                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3556                                         return -EFAULT;
3557                                 return 0;
3558                         }
3559                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3560                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3561                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3562                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3563                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3564                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3565                          * call handling above, we shouldn't propagate
3566                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3567                          * not actually arguments passed directly to callback
3568                          * subprogs
3569                          */
3570                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3571                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3572                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3573                                 return -EFAULT;
3574                         }
3575                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3576                                 return -ENOTSUPP;
3577                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3578                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3579                                 bt_clear_reg(bt, i);
3580                         if (bt_subprog_exit(bt))
3581                                 return -EFAULT;
3582                         return 0;
3583                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3584                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3585                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3586                          * with ENOTSUPP.
3587                          */
3588                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3589                                 return -ENOTSUPP;
3590                         /* regular helper call sets R0 */
3591                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3592                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3593                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3594                                  * they should have been found already.
3595                                  */
3596                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3597                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3598                                 return -EFAULT;
3599                         }
3600                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3601                         bool r0_precise;
3602
3603                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3604                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3605                                  * they should have been found already.
3606                                  */
3607                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3608                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3609                                 return -EFAULT;
3610                         }
3611
3612                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3613                          * right after the call instruction, so by checking
3614                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3615                          * call or not we can distinguish actual exit from
3616                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3617                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3618                          * necessary. In the former we never do that.
3619                          */
3620                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3621                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3622                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3623
3624                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3625                         if (bt_subprog_enter(bt))
3626                                 return -EFAULT;
3627
3628                         if (r0_precise)
3629                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3630                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3631                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3632                          */
3633                         return 0;
3634                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3635                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3636                                 return 0;
3637                         /* dreg <cond> sreg
3638                          * Both dreg and sreg need precision before
3639                          * this insn. If only sreg was marked precise
3640                          * before it would be equally necessary to
3641                          * propagate it to dreg.
3642                          */
3643                         bt_set_reg(bt, dreg);
3644                         bt_set_reg(bt, sreg);
3645                          /* else dreg <cond> K
3646                           * Only dreg still needs precision before
3647                           * this insn, so for the K-based conditional
3648                           * there is nothing new to be marked.
3649                           */
3650                 }
3651         } else if (class == BPF_LD) {
3652                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3653                         return 0;
3654                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3655                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3656                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3657                  * into parent is necessary
3658                  */
3659                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3660                         /* to be analyzed */
3661                         return -ENOTSUPP;
3662         }
3663         return 0;
3664 }
3665
3666 /* the scalar precision tracking algorithm:
3667  * . at the start all registers have precise=false.
3668  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3669  * . once precise value of the scalar register is used in:
3670  *   .  ptr + scalar alu
3671  *   . if (scalar cond K|scalar)
3672  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3673  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3674  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3675  *   should be precise.
3676  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3677  *   are equivalent if both are not precise.
3678  *
3679  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3680  * since many different registers and stack slots could have been
3681  * used to compute single precise scalar.
3682  *
3683  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3684  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3685  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3686  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3687  *
3688  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3689  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3690  * All other branches will be explored for needing precision later.
3691  *
3692  * The backtracking needs to deal with cases like:
3693  *   R8=map_value(id=0,off=0,ks=4,vs=1952,imm=0) R9_w=map_value(id=0,off=40,ks=4,vs=1952,imm=0)
3694  * r9 -= r8
3695  * r5 = r9
3696  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3697  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3698  * r5 += 1
3699  * ...
3700  * call bpf_perf_event_output#25
3701  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3702  *
3703  * and this case:
3704  * r6 = 1
3705  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3706  * r0 += r6
3707  * if r0 == 0 goto
3708  *
3709  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3710  *
3711  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3712  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3713  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3714  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3715  *
3716  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3717  */
3718 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3719                                      struct bpf_verifier_state *st)
3720 {
3721         struct bpf_func_state *func;
3722         struct bpf_reg_state *reg;
3723         int i, j;
3724
3725         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3726                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3727                         st->curframe);
3728         }
3729
3730         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3731          * pop_stack may still get !precise scalars.
3732          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3733          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3734          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3735          */
3736         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3737                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3738                         func = st->frame[i];
3739                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3740                                 reg = &func->regs[j];
3741                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3742                                         continue;
3743                                 reg->precise = true;
3744                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3745                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3746                                                 i, j);
3747                                 }
3748                         }
3749                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3750                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3751                                         continue;
3752                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3753                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3754                                         continue;
3755                                 reg->precise = true;
3756                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3757                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3758                                                 i, -(j + 1) * 8);
3759                                 }
3760                         }
3761                 }
3762         }
3763 }
3764
3765 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3766 {
3767         struct bpf_func_state *func;
3768         struct bpf_reg_state *reg;
3769         int i, j;
3770
3771         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3772                 func = st->frame[i];
3773                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3774                         reg = &func->regs[j];
3775                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3776                                 continue;
3777                         reg->precise = false;
3778                 }
3779                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3780                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3781                                 continue;
3782                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3783                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3784                                 continue;
3785                         reg->precise = false;
3786                 }
3787         }
3788 }
3789
3790 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3791 {
3792         u32 i;
3793
3794         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3795                 if (s->ids[i] == id)
3796                         return true;
3797
3798         return false;
3799 }
3800
3801 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3802 {
3803         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3804                 return -EFAULT;
3805         s->ids[s->count++] = id;
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3810 {
3811         s->count = 0;
3812 }
3813
3814 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3815  * Mark all registers with these IDs as precise.
3816  */
3817 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3818 {
3819         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3820         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3821         struct bpf_func_state *func;
3822         struct bpf_reg_state *reg;
3823         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3824         int i, fr;
3825
3826         idset_reset(precise_ids);
3827
3828         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3829                 func = st->frame[fr];
3830
3831                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3832                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3833                         reg = &func->regs[i];
3834                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3835                                 continue;
3836                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3837                                 return -EFAULT;
3838                 }
3839
3840                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3841                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3842                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3843                                 break;
3844                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3845                                 continue;
3846                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3847                         if (!reg->id)
3848                                 continue;
3849                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3850                                 return -EFAULT;
3851                 }
3852         }
3853
3854         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3855                 func = st->frame[fr];
3856
3857                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3858                         reg = &func->regs[i];
3859                         if (!reg->id)
3860                                 continue;
3861                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3862                                 continue;
3863                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3864                 }
3865                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3866                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3867                                 continue;
3868                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3869                         if (!reg->id)
3870                                 continue;
3871                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3872                                 continue;
3873                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3874                 }
3875         }
3876
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 /*
3881  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3882  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3883  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3884  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3885  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3886  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3887  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3888  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3889  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3890  * precise.
3891  *
3892  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3893  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3894  * why this is the case.
3895  *
3896  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3897  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3898  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3899  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3900  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3901  * into one or more children states.
3902  *
3903  * In the former case, precise markings in current state are completely
3904  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3905  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3906  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3907  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3908  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3909  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3910  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3911  * important to realize that in this case, even after marking current state
3912  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3913  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3914  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3915  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3916  * markings set or not.
3917  *
3918  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3919  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3920  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3921  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3922  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3923  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3924  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3925  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3926  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3927  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3928  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3929  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3930  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3931  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3932  * they have no more active children state, state comparison logic in
3933  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3934  * required for correctness.
3935  *
3936  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3937  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3938  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3939  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3940  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3941  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3942  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3943  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3944  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3945  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3946  * forget the history of how we got here.
3947  *
3948  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3949  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3950  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3951  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3952  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3953  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3954  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3955  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3956  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3957  * propagation from child state to parent states.
3958  *
3959  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3960  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3961  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3962  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3963  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3964  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3965  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3966  */
3967 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3968 {
3969         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3970         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
3971         int first_idx = st->first_insn_idx;
3972         int last_idx = env->insn_idx;
3973         int subseq_idx = -1;
3974         struct bpf_func_state *func;
3975         struct bpf_reg_state *reg;
3976         bool skip_first = true;
3977         int i, fr, err;
3978
3979         if (!env->bpf_capable)
3980                 return 0;
3981
3982         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
3983         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
3984
3985         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
3986          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
3987          * tracking in the current state is unnecessary.
3988          */
3989         func = st->frame[bt->frame];
3990         if (regno >= 0) {
3991                 reg = &func->regs[regno];
3992                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
3993                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
3994                         return -EFAULT;
3995                 }
3996                 bt_set_reg(bt, regno);
3997         }
3998
3999         if (bt_empty(bt))
4000                 return 0;
4001
4002         for (;;) {
4003                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4004                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4005
4006                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4007                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4008                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4009                 }
4010
4011                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4012                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4013                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4014                  * Do this at the last instruction of each state,
4015                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4016                  *
4017                  * Allows to track precision in situation like below:
4018                  *
4019                  *     r2 = unknown value
4020                  *     ...
4021                  *   --- state #0 ---
4022                  *     ...
4023                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4024                  *     ...
4025                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4026                  *     ...
4027                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4028                  *     ...
4029                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4030                  *     r3 = r10
4031                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4032                  */
4033                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4034                         return -EFAULT;
4035
4036                 if (last_idx < 0) {
4037                         /* we are at the entry into subprog, which
4038                          * is expected for global funcs, but only if
4039                          * requested precise registers are R1-R5
4040                          * (which are global func's input arguments)
4041                          */
4042                         if (st->curframe == 0 &&
4043                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4044                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4045                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4046                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4047                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4048                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4049                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4050                                         bt_clear_reg(bt, i);
4051                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4052                                                 reg->precise = true;
4053                                 }
4054                                 return 0;
4055                         }
4056
4057                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4058                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4059                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4060                         return -EFAULT;
4061                 }
4062
4063                 for (i = last_idx;;) {
4064                         if (skip_first) {
4065                                 err = 0;
4066                                 skip_first = false;
4067                         } else {
4068                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4069                         }
4070                         if (err == -ENOTSUPP) {
4071                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4072                                 bt_reset(bt);
4073                                 return 0;
4074                         } else if (err) {
4075                                 return err;
4076                         }
4077                         if (bt_empty(bt))
4078                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4079                                  * Since this state is already marked, just return.
4080                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4081                                  */
4082                                 return 0;
4083                         if (i == first_idx)
4084                                 break;
4085                         subseq_idx = i;
4086                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4087                         if (i >= env->prog->len) {
4088                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4089                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4090                                  * to backtrack.
4091                                  * It means the backtracking missed the spot where
4092                                  * particular register was initialized with a constant.
4093                                  */
4094                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4095                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4096                                 return -EFAULT;
4097                         }
4098                 }
4099                 st = st->parent;
4100                 if (!st)
4101                         break;
4102
4103                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4104                         func = st->frame[fr];
4105                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4106                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4107                                 reg = &func->regs[i];
4108                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4109                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4110                                         continue;
4111                                 }
4112                                 if (reg->precise)
4113                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4114                                 else
4115                                         reg->precise = true;
4116                         }
4117
4118                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4119                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4120                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4121                                         /* the sequence of instructions:
4122                                          * 2: (bf) r3 = r10
4123                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4124                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4125                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4126                                          * as a single block.
4127                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4128                                          * stack access, so at the end of backtracking
4129                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4130                                          * However the parent state may not have accessed
4131                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4132                                          * In such case fallback to conservative.
4133                                          */
4134                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4135                                         bt_reset(bt);
4136                                         return 0;
4137                                 }
4138
4139                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4140                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4141                                         continue;
4142                                 }
4143                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4144                                 if (reg->precise)
4145                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4146                                 else
4147                                         reg->precise = true;
4148                         }
4149                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4150                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4151                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4152                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4153                                         fr, env->tmp_str_buf);
4154                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4155                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4156                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4157                                 print_verifier_state(env, func, true);
4158                         }
4159                 }
4160
4161                 if (bt_empty(bt))
4162                         return 0;
4163
4164                 subseq_idx = first_idx;
4165                 last_idx = st->last_insn_idx;
4166                 first_idx = st->first_insn_idx;
4167         }
4168
4169         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4170          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4171          * fallback to marking all precise
4172          */
4173         if (!bt_empty(bt)) {
4174                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4175                 bt_reset(bt);
4176         }
4177
4178         return 0;
4179 }
4180
4181 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4182 {
4183         return __mark_chain_precision(env, regno);
4184 }
4185
4186 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4187  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4188  */
4189 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4190 {
4191         return __mark_chain_precision(env, -1);
4192 }
4193
4194 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4195 {
4196         switch (base_type(type)) {
4197         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4198         case PTR_TO_STACK:
4199         case PTR_TO_CTX:
4200         case PTR_TO_PACKET:
4201         case PTR_TO_PACKET_META:
4202         case PTR_TO_PACKET_END:
4203         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4204         case CONST_PTR_TO_MAP:
4205         case PTR_TO_SOCKET:
4206         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4207         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4208         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4209         case PTR_TO_BTF_ID:
4210         case PTR_TO_BUF:
4211         case PTR_TO_MEM:
4212         case PTR_TO_FUNC:
4213         case PTR_TO_MAP_KEY:
4214                 return true;
4215         default:
4216                 return false;
4217         }
4218 }
4219
4220 /* Does this register contain a constant zero? */
4221 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4222 {
4223         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4224 }
4225
4226 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4227 {
4228         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4229 }
4230
4231 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4232 {
4233         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4234                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4235                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4236                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4237                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4238 }
4239
4240 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4241 {
4242         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4243 }
4244
4245 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4246                                const struct bpf_reg_state *reg)
4247 {
4248         if (allow_ptr_leaks)
4249                 return false;
4250
4251         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4252 }
4253
4254 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4255 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4256 {
4257         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4258         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4259
4260         *dst = *src;
4261         dst->parent = parent;
4262         dst->live = live;
4263 }
4264
4265 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4266                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4267                                 int size)
4268 {
4269         int i;
4270
4271         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4272         if (size == BPF_REG_SIZE)
4273                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4274
4275         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4276                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4277
4278         /* size < 8 bytes spill */
4279         for (; i; i--)
4280                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4281 }
4282
4283 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4284 {
4285         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4286 }
4287
4288 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4289  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4290  */
4291 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4292                                        /* stack frame we're writing to */
4293                                        struct bpf_func_state *state,
4294                                        int off, int size, int value_regno,
4295                                        int insn_idx)
4296 {
4297         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4298         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4299         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4300         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4301         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4302
4303         err = grow_stack_state(state, round_up(slot + 1, BPF_REG_SIZE));
4304         if (err)
4305                 return err;
4306         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4307          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4308          */
4309         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4310             state->stack[spi].slot_type[0] == STACK_SPILL &&
4311             size != BPF_REG_SIZE) {
4312                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4313                 return -EACCES;
4314         }
4315
4316         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4317         if (value_regno >= 0)
4318                 reg = &cur->regs[value_regno];
4319         if (!env->bypass_spec_v4) {
4320                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4321
4322                 for (i = 0; i < size; i++) {
4323                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4324
4325                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4326                                 sanitize = true;
4327                                 break;
4328                         }
4329                 }
4330
4331                 if (sanitize)
4332                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4333         }
4334
4335         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4336         if (err)
4337                 return err;
4338
4339         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4340         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4341             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4342                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4343                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4344                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4345                          * scalar via different register has to be conservative.
4346                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4347                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4348                          */
4349                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4350                         if (err)
4351                                 return err;
4352                 }
4353                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4354                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4355                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4356                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4357         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4358                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4359                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4360
4361                 __mark_reg_known(&fake_reg, (u32)insn->imm);
4362                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4363                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4364         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4365                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4366                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4367                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4368                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4369                         return -EACCES;
4370                 }
4371                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4372                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4373                         return -EINVAL;
4374                 }
4375                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4376         } else {
4377                 u8 type = STACK_MISC;
4378
4379                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4380                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4381                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4382                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4383                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4384                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4385
4386                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4387                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4388                  * when stack slots are partially written.
4389                  * This heuristic means that read propagation will be
4390                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4391                  * to stack slots all the way to first state when programs
4392                  * writes+reads less than 8 bytes
4393                  */
4394                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4395                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4396
4397                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4398                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4399                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4400                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4401                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4402                         if (err)
4403                                 return err;
4404                         type = STACK_ZERO;
4405                 }
4406
4407                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4408                 for (i = 0; i < size; i++)
4409                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4410                                 type;
4411         }
4412         return 0;
4413 }
4414
4415 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4416  * known to contain a variable offset.
4417  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4418  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4419  * dynamic range is potentially written to.
4420  *
4421  * 'off' includes 'regno->off'.
4422  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4423  * the stack.
4424  *
4425  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4426  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4427  * future reads cannot be terminated by this write.
4428  *
4429  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4430  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4431  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4432  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4433  */
4434 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4435                                      /* func where register points to */
4436                                      struct bpf_func_state *state,
4437                                      int ptr_regno, int off, int size,
4438                                      int value_regno, int insn_idx)
4439 {
4440         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4441         int min_off, max_off;
4442         int i, err;
4443         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4444         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4445         bool writing_zero = false;
4446         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4447          * stack slots remain STACK_ZERO
4448          */
4449         bool zero_used = false;
4450
4451         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4452         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4453         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4454         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4455         if (value_regno >= 0)
4456                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4457         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4458             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4459                 writing_zero = true;
4460
4461         err = grow_stack_state(state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
4462         if (err)
4463                 return err;
4464
4465         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4466                 int spi;
4467
4468                 spi = __get_spi(i);
4469                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4470                 if (err)
4471                         return err;
4472         }
4473
4474         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4475         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4476                 u8 new_type, *stype;
4477                 int slot, spi;
4478
4479                 slot = -i - 1;
4480                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4481                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4482                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4483
4484                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4485                         /* Reject the write if range we may write to has not
4486                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4487                          * here, the ptr status would be erased below (even
4488                          * though not all slots are actually overwritten),
4489                          * possibly opening the door to leaks.
4490                          *
4491                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4492                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4493                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4494                          * that slot.
4495                          */
4496                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4497                                 insn_idx, i);
4498                         return -EINVAL;
4499                 }
4500
4501                 /* Erase all spilled pointers. */
4502                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4503
4504                 /* Update the slot type. */
4505                 new_type = STACK_MISC;
4506                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4507                         new_type = STACK_ZERO;
4508                         zero_used = true;
4509                 }
4510                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4511                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4512                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4513                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4514                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4515                  * that may or may not be written because, if we're reject
4516                  * them, the error would be too confusing.
4517                  */
4518                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4519                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4520                                         insn_idx, i);
4521                         return -EINVAL;
4522                 }
4523                 *stype = new_type;
4524         }
4525         if (zero_used) {
4526                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4527                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4528                 if (err)
4529                         return err;
4530         }
4531         return 0;
4532 }
4533
4534 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4535  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4536  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4537  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4538  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4539  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4540  * read.
4541  */
4542 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4543                                 /* func where src register points to */
4544                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4545                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4546 {
4547         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4548         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4549         int i, slot, spi;
4550         u8 *stype;
4551         int zeros = 0;
4552
4553         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4554                 slot = -i - 1;
4555                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4556                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4557                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4558                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4559                         break;
4560                 zeros++;
4561         }
4562         if (zeros == max_off - min_off) {
4563                 /* any access_size read into register is zero extended,
4564                  * so the whole register == const_zero
4565                  */
4566                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4567                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4568                  * so mark it precise here, so that later
4569                  * backtracking can stop here.
4570                  * Backtracking may not need this if this register
4571                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4572                  * Forward propagation of precise flag is not
4573                  * necessary either. This mark is only to stop
4574                  * backtracking. Any register that contributed
4575                  * to const 0 was marked precise before spill.
4576                  */
4577                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4578         } else {
4579                 /* have read misc data from the stack */
4580                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4581         }
4582         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4583 }
4584
4585 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4586  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4587  * spilled reg.
4588  *
4589  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4590  * register.
4591  *
4592  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4593  */
4594 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4595                                       /* func where src register points to */
4596                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4597                                       int off, int size, int dst_regno)
4598 {
4599         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4600         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4601         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4602         struct bpf_reg_state *reg;
4603         u8 *stype, type;
4604
4605         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4606         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4607
4608         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4609
4610         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4611                 u8 spill_size = 1;
4612
4613                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4614                         spill_size++;
4615
4616                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4617                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4618                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4619                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4620                                 return -EACCES;
4621                         }
4622
4623                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4624                         if (dst_regno < 0)
4625                                 return 0;
4626
4627                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4628                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4629                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4630                                  */
4631                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4632
4633                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4634                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4635                         } else {
4636                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4637                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4638                                         if (type == STACK_SPILL)
4639                                                 continue;
4640                                         if (type == STACK_MISC)
4641                                                 continue;
4642                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4643                                                 continue;
4644                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4645                                                 off, i, size);
4646                                         return -EACCES;
4647                                 }
4648                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4649                         }
4650                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4651                         return 0;
4652                 }
4653
4654                 if (dst_regno >= 0) {
4655                         /* restore register state from stack */
4656                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4657                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4658                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4659                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4660                          */
4661                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4662                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4663                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4664                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4665                          * (e.g. for XADD).
4666                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4667                          * with spilled pointers.
4668                          */
4669                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4670                                 off);
4671                         return -EACCES;
4672                 }
4673                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4674         } else {
4675                 for (i = 0; i < size; i++) {
4676                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4677                         if (type == STACK_MISC)
4678                                 continue;
4679                         if (type == STACK_ZERO)
4680                                 continue;
4681                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4682                                 continue;
4683                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4684                                 off, i, size);
4685                         return -EACCES;
4686                 }
4687                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4688                 if (dst_regno >= 0)
4689                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4690         }
4691         return 0;
4692 }
4693
4694 enum bpf_access_src {
4695         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4696         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4697 };
4698
4699 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4700                                          int regno, int off, int access_size,
4701                                          bool zero_size_allowed,
4702                                          enum bpf_access_src type,
4703                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4704
4705 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4706 {
4707         return cur_regs(env) + regno;
4708 }
4709
4710 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4711  * 'dst_regno'.
4712  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4713  * but not its variable offset.
4714  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4715  *
4716  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4717  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4718  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4719  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4720  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4721  * instead.
4722  */
4723 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4724                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4725 {
4726         /* The state of the source register. */
4727         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4728         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4729         int err;
4730         int min_off, max_off;
4731
4732         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4733          */
4734         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4735                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4736         if (err)
4737                 return err;
4738
4739         min_off = reg->smin_value + off;
4740         max_off = reg->smax_value + off;
4741         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4742         return 0;
4743 }
4744
4745 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4746  * check_stack_read_var_off.
4747  *
4748  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4749  * bounds.
4750  *
4751  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4752  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4753  */
4754 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4755                             int ptr_regno, int off, int size,
4756                             int dst_regno)
4757 {
4758         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4759         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4760         int err;
4761         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4762         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4763
4764         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4765          * register, in order to not leak pointers (see
4766          * check_stack_read_fixed_off).
4767          */
4768         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4769                 char tn_buf[48];
4770
4771                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4772                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4773                         tn_buf, off, size);
4774                 return -EACCES;
4775         }
4776         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4777          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4778          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4779          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4780          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4781          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4782          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4783          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4784          */
4785         if (!var_off) {
4786                 off += reg->var_off.value;
4787                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4788                                                  dst_regno);
4789         } else {
4790                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4791                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4792                  * branch.
4793                  */
4794                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4795                                                dst_regno);
4796         }
4797         return err;
4798 }
4799
4800
4801 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4802  * check_stack_write_var_off.
4803  *
4804  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4805  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4806  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4807  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4808  *
4809  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4810  */
4811 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4812                              int ptr_regno, int off, int size,
4813                              int value_regno, int insn_idx)
4814 {
4815         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4816         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4817         int err;
4818
4819         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4820                 off += reg->var_off.value;
4821                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4822                                                   value_regno, insn_idx);
4823         } else {
4824                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4825                  * than fixed offset ones.
4826                  */
4827                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4828                                                 ptr_regno, off, size,
4829                                                 value_regno, insn_idx);
4830         }
4831         return err;
4832 }
4833
4834 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4835                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4836 {
4837         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4838         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4839         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4840
4841         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4842                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4843                         map->value_size, off, size);
4844                 return -EACCES;
4845         }
4846
4847         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4848                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4849                         map->value_size, off, size);
4850                 return -EACCES;
4851         }
4852
4853         return 0;
4854 }
4855
4856 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4857 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4858                               int off, int size, u32 mem_size,
4859                               bool zero_size_allowed)
4860 {
4861         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4862         struct bpf_reg_state *reg;
4863
4864         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4865                 return 0;
4866
4867         reg = &cur_regs(env)[regno];
4868         switch (reg->type) {
4869         case PTR_TO_MAP_KEY:
4870                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4871                         mem_size, off, size);
4872                 break;
4873         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4874                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4875                         mem_size, off, size);
4876                 break;
4877         case PTR_TO_PACKET:
4878         case PTR_TO_PACKET_META:
4879         case PTR_TO_PACKET_END:
4880                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4881                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4882                 break;
4883         case PTR_TO_MEM:
4884         default:
4885                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4886                         mem_size, off, size);
4887         }
4888
4889         return -EACCES;
4890 }
4891
4892 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4893 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4894                                    int off, int size, u32 mem_size,
4895                                    bool zero_size_allowed)
4896 {
4897         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4898         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4899         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4900         int err;
4901
4902         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4903          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4904          * to make sure our theoretical access will be safe.
4905          *
4906          * The minimum value is only important with signed
4907          * comparisons where we can't assume the floor of a
4908          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4909          * index'es we need to make sure that whatever we use
4910          * will have a set floor within our range.
4911          */
4912         if (reg->smin_value < 0 &&
4913             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4914              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4915               reg->smin_value + off < 0)) {
4916                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4917                         regno);
4918                 return -EACCES;
4919         }
4920         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4921                                  mem_size, zero_size_allowed);
4922         if (err) {
4923                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4924                         regno);
4925                 return err;
4926         }
4927
4928         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4929          * sure we won't do bad things.
4930          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4931          */
4932         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4933                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4934                         regno);
4935                 return -EACCES;
4936         }
4937         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4938                                  mem_size, zero_size_allowed);
4939         if (err) {
4940                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4941                         regno);
4942                 return err;
4943         }
4944
4945         return 0;
4946 }
4947
4948 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4949                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4950                                bool fixed_off_ok)
4951 {
4952         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4953          * is only allowed in its original, unmodified form.
4954          */
4955
4956         if (reg->off < 0) {
4957                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4958                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4959                 return -EACCES;
4960         }
4961
4962         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4963                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4964                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4965                 return -EACCES;
4966         }
4967
4968         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4969                 char tn_buf[48];
4970
4971                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4972                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4973                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4974                 return -EACCES;
4975         }
4976
4977         return 0;
4978 }
4979
4980 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4981                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
4982 {
4983         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
4984 }
4985
4986 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
4987                                struct btf_field *kptr_field,
4988                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
4989 {
4990         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
4991         int perm_flags;
4992         const char *reg_name = "";
4993
4994         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
4995                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
4996
4997                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
4998                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
4999                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5000         } else {
5001                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5002         }
5003
5004         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5005                 goto bad_type;
5006
5007         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5008         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5009
5010         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5011          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5012          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5013          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5014          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5015          */
5016         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5017                 return -EACCES;
5018
5019         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5020          * we also need to take into account the reg->off.
5021          *
5022          * We want to support cases like:
5023          *
5024          * struct foo {
5025          *         struct bar br;
5026          *         struct baz bz;
5027          * };
5028          *
5029          * struct foo *v;
5030          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5031          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5032          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5033          *                    // first member type of struct after comparison fails
5034          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5035          *                    // to match type
5036          *
5037          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5038          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5039          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5040          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5041          * strict mode to true for type match.
5042          */
5043         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5044                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5045                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5046                 goto bad_type;
5047         return 0;
5048 bad_type:
5049         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5050                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5051         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5052         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5053                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5054                         targ_name);
5055         else
5056                 verbose(env, "\n");
5057         return -EINVAL;
5058 }
5059
5060 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5061  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5062  */
5063 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5064 {
5065         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5066                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5067                !env->prog->aux->sleepable;
5068 }
5069
5070 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5071 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5072 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5073 BTF_ID(struct, cgroup)
5074 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5075 BTF_ID(struct, task_struct)
5076 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5077
5078 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5079 {
5080         if (!btf_is_kernel(btf))
5081                 return false;
5082         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5083 }
5084
5085 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5086 {
5087         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5088
5089         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5090 }
5091
5092 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5093                                  int value_regno, int insn_idx,
5094                                  struct btf_field *kptr_field)
5095 {
5096         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5097         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5098         struct bpf_reg_state *val_reg;
5099
5100         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5101          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5102          *  - size of access (must be BPF_DW)
5103          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5104          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5105          */
5106         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5107         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5108                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5109                 return -EACCES;
5110         }
5111
5112         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5113          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5114          */
5115         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5116                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5117                 return -EACCES;
5118         }
5119
5120         if (class == BPF_LDX) {
5121                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5122                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5123                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5124                  */
5125                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5126                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5127                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5128                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5129                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5130                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5131                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5132         } else if (class == BPF_STX) {
5133                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5134                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5135                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5136                         return -EACCES;
5137         } else if (class == BPF_ST) {
5138                 if (insn->imm) {
5139                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5140                                 kptr_field->offset);
5141                         return -EACCES;
5142                 }
5143         } else {
5144                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5145                 return -EACCES;
5146         }
5147         return 0;
5148 }
5149
5150 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5151 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5152                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5153                             enum bpf_access_src src)
5154 {
5155         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5156         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5157         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5158         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5159         struct btf_record *rec;
5160         int err, i;
5161
5162         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5163                                       zero_size_allowed);
5164         if (err)
5165                 return err;
5166
5167         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5168                 return 0;
5169         rec = map->record;
5170         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5171                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5172                 u32 p = field->offset;
5173
5174                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5175                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5176                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5177                  */
5178                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5179                     p < reg->umax_value + off + size) {
5180                         switch (field->type) {
5181                         case BPF_KPTR_UNREF:
5182                         case BPF_KPTR_REF:
5183                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5184                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5185                                         return -EACCES;
5186                                 }
5187                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5188                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5189                                         return -EACCES;
5190                                 }
5191                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5192                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5193                                                 p, off + reg->var_off.value);
5194                                         return -EACCES;
5195                                 }
5196                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5197                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5198                                         return -EACCES;
5199                                 }
5200                                 break;
5201                         default:
5202                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5203                                         btf_field_type_name(field->type));
5204                                 return -EACCES;
5205                         }
5206                 }
5207         }
5208         return 0;
5209 }
5210
5211 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5212
5213 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5214                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5215                                        enum bpf_access_type t)
5216 {
5217         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5218
5219         switch (prog_type) {
5220         /* Program types only with direct read access go here! */
5221         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5222         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5223         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5224         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5225         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5226         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5227                 if (t == BPF_WRITE)
5228                         return false;
5229                 fallthrough;
5230
5231         /* Program types with direct read + write access go here! */
5232         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5233         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5234         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5235         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5236         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5237         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5238                 if (meta)
5239                         return meta->pkt_access;
5240
5241                 env->seen_direct_write = true;
5242                 return true;
5243
5244         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5245                 if (t == BPF_WRITE)
5246                         env->seen_direct_write = true;
5247
5248                 return true;
5249
5250         default:
5251                 return false;
5252         }
5253 }
5254
5255 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5256                                int size, bool zero_size_allowed)
5257 {
5258         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5259         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5260         int err;
5261
5262         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5263          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5264          * offset.
5265          */
5266
5267         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5268          * detail to prove they're safe.
5269          */
5270         if (reg->smin_value < 0) {
5271                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5272                         regno);
5273                 return -EACCES;
5274         }
5275
5276         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5277               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5278                                  zero_size_allowed);
5279         if (err) {
5280                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5281                 return err;
5282         }
5283
5284         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5285          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5286          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5287          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5288          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5289          */
5290         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5291                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5292                       off + reg->umax_value + size - 1);
5293
5294         return err;
5295 }
5296
5297 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5298 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5299                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5300                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5301 {
5302         struct bpf_insn_access_aux info = {
5303                 .reg_type = *reg_type,
5304                 .log = &env->log,
5305         };
5306
5307         if (env->ops->is_valid_access &&
5308             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5309                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5310                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5311                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5312                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5313                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5314                  * type of narrower access.
5315                  */
5316                 *reg_type = info.reg_type;
5317
5318                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5319                         *btf = info.btf;
5320                         *btf_id = info.btf_id;
5321                 } else {
5322                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5323                 }
5324                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5325                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5326                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5327                 return 0;
5328         }
5329
5330         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5331         return -EACCES;
5332 }
5333
5334 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5335                                   int size)
5336 {
5337         if (size < 0 || off < 0 ||
5338             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5339                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5340                         off, size);
5341                 return -EACCES;
5342         }
5343         return 0;
5344 }
5345
5346 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5347                              u32 regno, int off, int size,
5348                              enum bpf_access_type t)
5349 {
5350         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5351         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5352         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5353         bool valid;
5354
5355         if (reg->smin_value < 0) {
5356                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5357                         regno);
5358                 return -EACCES;
5359         }
5360
5361         switch (reg->type) {
5362         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5363                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5364                 break;
5365         case PTR_TO_SOCKET:
5366                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5367                 break;
5368         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5369                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5370                 break;
5371         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5372                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5373                 break;
5374         default:
5375                 valid = false;
5376         }
5377
5378
5379         if (valid) {
5380                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5381                         info.ctx_field_size;
5382                 return 0;
5383         }
5384
5385         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5386                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5387
5388         return -EACCES;
5389 }
5390
5391 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5392 {
5393         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5394 }
5395
5396 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5397 {
5398         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5399
5400         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5401 }
5402
5403 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5404 {
5405         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5406
5407         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5408 }
5409
5410 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5411 {
5412         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5413
5414         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5415 }
5416
5417 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5418 {
5419         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5420
5421         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5422         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5423 }
5424
5425 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5426 #ifdef CONFIG_NET
5427         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5428         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5429         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5430 #endif
5431         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5432 };
5433
5434 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5435 {
5436         /* A referenced register is always trusted. */
5437         if (reg->ref_obj_id)
5438                 return true;
5439
5440         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5441         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5442                 return true;
5443
5444         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5445          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5446          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5447          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5448          * not.
5449          *
5450          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5451          * for whether a register is trusted.
5452          */
5453         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5454                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5455 }
5456
5457 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5458 {
5459         return reg->type & MEM_RCU;
5460 }
5461
5462 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5463 {
5464         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5465 }
5466
5467 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5468                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5469                                    int off, int size, bool strict)
5470 {
5471         struct tnum reg_off;
5472         int ip_align;
5473
5474         /* Byte size accesses are always allowed. */
5475         if (!strict || size == 1)
5476                 return 0;
5477
5478         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5479          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5480          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5481          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5482          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5483          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5484          * unconditional IP align value of '2'.
5485          */
5486         ip_align = 2;
5487
5488         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5489         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5490                 char tn_buf[48];
5491
5492                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5493                 verbose(env,
5494                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5495                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5496                 return -EACCES;
5497         }
5498
5499         return 0;
5500 }
5501
5502 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5503                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5504                                        const char *pointer_desc,
5505                                        int off, int size, bool strict)
5506 {
5507         struct tnum reg_off;
5508
5509         /* Byte size accesses are always allowed. */
5510         if (!strict || size == 1)
5511                 return 0;
5512
5513         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5514         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5515                 char tn_buf[48];
5516
5517                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5518                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5519                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5520                 return -EACCES;
5521         }
5522
5523         return 0;
5524 }
5525
5526 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5527                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5528                                int size, bool strict_alignment_once)
5529 {
5530         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5531         const char *pointer_desc = "";
5532
5533         switch (reg->type) {
5534         case PTR_TO_PACKET:
5535         case PTR_TO_PACKET_META:
5536                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5537                  * right in front, treat it the very same way.
5538                  */
5539                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5540         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5541                 pointer_desc = "flow keys ";
5542                 break;
5543         case PTR_TO_MAP_KEY:
5544                 pointer_desc = "key ";
5545                 break;
5546         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5547                 pointer_desc = "value ";
5548                 break;
5549         case PTR_TO_CTX:
5550                 pointer_desc = "context ";
5551                 break;
5552         case PTR_TO_STACK:
5553                 pointer_desc = "stack ";
5554                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5555                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5556                  * aligned.
5557                  */
5558                 strict = true;
5559                 break;
5560         case PTR_TO_SOCKET:
5561                 pointer_desc = "sock ";
5562                 break;
5563         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5564                 pointer_desc = "sock_common ";
5565                 break;
5566         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5567                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5568                 break;
5569         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5570                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5571                 break;
5572         default:
5573                 break;
5574         }
5575         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5576                                            strict);
5577 }
5578
5579 static int update_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5580                               const struct bpf_func_state *func,
5581                               int off)
5582 {
5583         u16 stack = env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth;
5584
5585         if (stack >= -off)
5586                 return 0;
5587
5588         /* update known max for given subprogram */
5589         env->subprog_info[func->subprogno].stack_depth = -off;
5590         return 0;
5591 }
5592
5593 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5594  * and recursively walk all callees that given function can call.
5595  * Ignore jump and exit insns.
5596  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5597  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5598  */
5599 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5600 {
5601         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5602         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5603         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5604         bool tail_call_reachable = false;
5605         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5606         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5607         int j;
5608
5609         i = subprog[idx].start;
5610 process_func:
5611         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5612          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5613          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5614          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5615          * 8k).
5616          *
5617          * To get the idea what might happen, see an example:
5618          * func1 -> sub rsp, 128
5619          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5620          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5621          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5622          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5623          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5624          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5625          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5626          *
5627          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5628          * of caller's stack as shown on the example above.
5629          */
5630         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5631                 verbose(env,
5632                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5633                         depth);
5634                 return -EACCES;
5635         }
5636         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5637          * of interpreter stack size
5638          */
5639         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5640         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5641                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5642                         frame + 1, depth);
5643                 return -EACCES;
5644         }
5645 continue_func:
5646         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5647         for (; i < subprog_end; i++) {
5648                 int next_insn, sidx;
5649
5650                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5651                         continue;
5652                 /* remember insn and function to return to */
5653                 ret_insn[frame] = i + 1;
5654                 ret_prog[frame] = idx;
5655
5656                 /* find the callee */
5657                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5658                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5659                 if (sidx < 0) {
5660                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5661                                   next_insn);
5662                         return -EFAULT;
5663                 }
5664                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5665                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5666                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5667                                 return -EFAULT;
5668                         }
5669                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5670                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5671                                 continue;
5672                 }
5673                 i = next_insn;
5674                 idx = sidx;
5675
5676                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5677                         tail_call_reachable = true;
5678
5679                 frame++;
5680                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5681                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5682                                 frame);
5683                         return -E2BIG;
5684                 }
5685                 goto process_func;
5686         }
5687         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5688          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5689          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5690          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5691          */
5692         if (tail_call_reachable)
5693                 for (j = 0; j < frame; j++)
5694                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5695         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5696                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5697
5698         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5699          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5700          */
5701         if (frame == 0)
5702                 return 0;
5703         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5704         frame--;
5705         i = ret_insn[frame];
5706         idx = ret_prog[frame];
5707         goto continue_func;
5708 }
5709
5710 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5711 {
5712         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5713         int ret;
5714
5715         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5716                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5717                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5718                         if (ret < 0)
5719                                 return ret;
5720                 }
5721                 continue;
5722         }
5723         return 0;
5724 }
5725
5726 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5727 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5728                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5729 {
5730         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5731
5732         subprog = find_subprog(env, start);
5733         if (subprog < 0) {
5734                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5735                           start);
5736                 return -EFAULT;
5737         }
5738         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5739 }
5740 #endif
5741
5742 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5743                                  const char *buf_info,
5744                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5745                                  int regno, int off, int size)
5746 {
5747         if (off < 0) {
5748                 verbose(env,
5749                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5750                         regno, buf_info, off, size);
5751                 return -EACCES;
5752         }
5753         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5754                 char tn_buf[48];
5755
5756                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5757                 verbose(env,
5758                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5759                         regno, off, tn_buf);
5760                 return -EACCES;
5761         }
5762
5763         return 0;
5764 }
5765
5766 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5767                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5768                                   int regno, int off, int size)
5769 {
5770         int err;
5771
5772         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5773         if (err)
5774                 return err;
5775
5776         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5777                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5778
5779         return 0;
5780 }
5781
5782 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5783                                const struct bpf_reg_state *reg,
5784                                int regno, int off, int size,
5785                                bool zero_size_allowed,
5786                                u32 *max_access)
5787 {
5788         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5789         int err;
5790
5791         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5792         if (err)
5793                 return err;
5794
5795         if (off + size > *max_access)
5796                 *max_access = off + size;
5797
5798         return 0;
5799 }
5800
5801 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5802 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5803 {
5804         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5805         __reg_assign_32_into_64(reg);
5806 }
5807
5808 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5809  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5810  */
5811 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5812 {
5813         u64 mask;
5814
5815         /* clear high bits in bit representation */
5816         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5817
5818         /* fix arithmetic bounds */
5819         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5820         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5821                 reg->umin_value &= mask;
5822                 reg->umax_value &= mask;
5823         } else {
5824                 reg->umin_value = 0;
5825                 reg->umax_value = mask;
5826         }
5827         reg->smin_value = reg->umin_value;
5828         reg->smax_value = reg->umax_value;
5829
5830         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5831          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5832          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5833          */
5834         if (size >= 4)
5835                 return;
5836         __reg_combine_64_into_32(reg);
5837 }
5838
5839 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5840 {
5841         if (size == 1) {
5842                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
5843                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
5844         } else if (size == 2) {
5845                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
5846                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
5847         } else {
5848                 /* size == 4 */
5849                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
5850                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
5851         }
5852         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
5853         reg->umax_value = U64_MAX;
5854         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5855         reg->var_off = tnum_unknown;
5856 }
5857
5858 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5859 {
5860         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
5861         u64 top_smax_value, top_smin_value;
5862         u64 num_bits = size * 8;
5863
5864         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5865                 u64_cval = reg->var_off.value;
5866                 if (size == 1)
5867                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
5868                 else if (size == 2)
5869                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
5870                 else
5871                         /* size == 4 */
5872                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
5873
5874                 u64_cval = reg->var_off.value;
5875                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
5876                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
5877                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
5878                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
5879                 return;
5880         }
5881
5882         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
5883         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
5884
5885         if (top_smax_value != top_smin_value)
5886                 goto out;
5887
5888         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
5889         if (size == 1) {
5890                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
5891                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
5892         } else if (size == 2) {
5893                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
5894                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
5895         } else {
5896                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
5897                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
5898         }
5899
5900         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
5901         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
5902
5903         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
5904         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
5905                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
5906                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
5907                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
5908                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
5909                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
5910                 return;
5911         }
5912
5913 out:
5914         set_sext64_default_val(reg, size);
5915 }
5916
5917 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5918 {
5919         if (size == 1) {
5920                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
5921                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
5922         } else {
5923                 /* size == 2 */
5924                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
5925                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
5926         }
5927         reg->u32_min_value = 0;
5928         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5929 }
5930
5931 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5932 {
5933         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
5934         u32 top_smax_value, top_smin_value;
5935         u32 num_bits = size * 8;
5936
5937         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5938                 u32_val = reg->var_off.value;
5939                 if (size == 1)
5940                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
5941                 else
5942                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
5943
5944                 u32_val = reg->var_off.value;
5945                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
5946                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
5947                 return;
5948         }
5949
5950         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
5951         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
5952
5953         if (top_smax_value != top_smin_value)
5954                 goto out;
5955
5956         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
5957         if (size == 1) {
5958                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
5959                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
5960         } else {
5961                 /* size == 2 */
5962                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
5963                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
5964         }
5965         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
5966         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
5967
5968         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
5969                 reg->s32_min_value = s32_min;
5970                 reg->s32_max_value = s32_max;
5971                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
5972                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
5973                 return;
5974         }
5975
5976 out:
5977         set_sext32_default_val(reg, size);
5978 }
5979
5980 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5981 {
5982         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5983          *
5984          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5985          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5986          *    and was set at map creation time.
5987          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5988          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5989          *    operations from syscall side are possible for the rest of
5990          *    the map's lifetime from that point onwards.
5991          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
5992          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
5993          *    assume that map value(s) are immutable.
5994          */
5995         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
5996                READ_ONCE(map->frozen) &&
5997                !bpf_map_write_active(map);
5998 }
5999
6000 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6001                                bool is_ldsx)
6002 {
6003         void *ptr;
6004         u64 addr;
6005         int err;
6006
6007         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6008         if (err)
6009                 return err;
6010         ptr = (void *)(long)addr + off;
6011
6012         switch (size) {
6013         case sizeof(u8):
6014                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6015                 break;
6016         case sizeof(u16):
6017                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6018                 break;
6019         case sizeof(u32):
6020                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6021                 break;
6022         case sizeof(u64):
6023                 *val = *(u64 *)ptr;
6024                 break;
6025         default:
6026                 return -EINVAL;
6027         }
6028         return 0;
6029 }
6030
6031 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6032 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6033 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6034
6035 /*
6036  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6037  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6038  * btf_type_tag.
6039  */
6040
6041 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6042 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6043         const cpumask_t *cpus_ptr;
6044         struct css_set __rcu *cgroups;
6045         struct task_struct __rcu *real_parent;
6046         struct task_struct *group_leader;
6047 };
6048
6049 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6050         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6051         struct kernfs_node *kn;
6052 };
6053
6054 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6055         struct cgroup *dfl_cgrp;
6056 };
6057
6058 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6059 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6060         struct file __rcu *exe_file;
6061 };
6062
6063 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6064  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6065  */
6066 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6067         struct sock *sk;
6068 };
6069
6070 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6071         struct sock *sk;
6072 };
6073
6074 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6075 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6076         struct seq_file *seq;
6077 };
6078
6079 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6080         struct bpf_iter_meta *meta;
6081         struct task_struct *task;
6082 };
6083
6084 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6085         struct file *file;
6086 };
6087
6088 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6089         struct inode *f_inode;
6090 };
6091
6092 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6093         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6094         struct inode *d_inode;
6095 };
6096
6097 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6098         struct sock *sk;
6099 };
6100
6101 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6102                         struct bpf_reg_state *reg,
6103                         const char *field_name, u32 btf_id)
6104 {
6105         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6106         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6107         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6108
6109         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6110 }
6111
6112 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6113                                 struct bpf_reg_state *reg,
6114                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6115 {
6116         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6117         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6118         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6119
6120         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6121 }
6122
6123 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6124                             struct bpf_reg_state *reg,
6125                             const char *field_name, u32 btf_id)
6126 {
6127         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6128         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6129         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6130         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6131         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6132         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6133
6134         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6135 }
6136
6137 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6138                                    struct bpf_reg_state *regs,
6139                                    int regno, int off, int size,
6140                                    enum bpf_access_type atype,
6141                                    int value_regno)
6142 {
6143         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6144         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6145         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6146         const char *field_name = NULL;
6147         enum bpf_type_flag flag = 0;
6148         u32 btf_id = 0;
6149         int ret;
6150
6151         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6152                 verbose(env,
6153                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6154                         tname);
6155                 return -EPERM;
6156         }
6157         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6158                 verbose(env,
6159                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6160                         tname);
6161                 return -EINVAL;
6162         }
6163         if (off < 0) {
6164                 verbose(env,
6165                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6166                         regno, tname, off);
6167                 return -EACCES;
6168         }
6169         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6170                 char tn_buf[48];
6171
6172                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6173                 verbose(env,
6174                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6175                         regno, tname, off, tn_buf);
6176                 return -EACCES;
6177         }
6178
6179         if (reg->type & MEM_USER) {
6180                 verbose(env,
6181                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6182                         regno, tname, off);
6183                 return -EACCES;
6184         }
6185
6186         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6187                 verbose(env,
6188                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6189                         regno, tname, off);
6190                 return -EACCES;
6191         }
6192
6193         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6194                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6195                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6196                         return -EFAULT;
6197                 }
6198                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6199         } else {
6200                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6201                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6202                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6203                  */
6204                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6205                         verbose(env, "only read is supported\n");
6206                         return -EACCES;
6207                 }
6208
6209                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6210                     !reg->ref_obj_id) {
6211                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6212                         return -EFAULT;
6213                 }
6214
6215                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6216         }
6217
6218         if (ret < 0)
6219                 return ret;
6220
6221         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6222                 /* just mark; */
6223
6224         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6225                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6226                  * also inherit the untrusted flag.
6227                  */
6228                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6229
6230         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6231                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6232                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6233                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6234                  * For example:
6235                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6236                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6237                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6238                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6239                  *
6240                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6241                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6242                  */
6243                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6244                         flag |= PTR_TRUSTED;
6245                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6246                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6247                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6248                                 flag |= MEM_RCU;
6249                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6250                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6251                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6252                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6253
6254                                 /* We always trust them */
6255                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6256                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6257                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6258                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6259                                 /* keep as-is */
6260                         } else {
6261                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6262                                 clear_trusted_flags(&flag);
6263                         }
6264                 } else {
6265                         /*
6266                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6267                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6268                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6269                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6270                          * compat reasons.
6271                          */
6272                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6273                 }
6274         } else {
6275                 /* Old compat. Deprecated */
6276                 clear_trusted_flags(&flag);
6277         }
6278
6279         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6280                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6281
6282         return 0;
6283 }
6284
6285 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6286                                    struct bpf_reg_state *regs,
6287                                    int regno, int off, int size,
6288                                    enum bpf_access_type atype,
6289                                    int value_regno)
6290 {
6291         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6292         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6293         struct bpf_reg_state map_reg;
6294         enum bpf_type_flag flag = 0;
6295         const struct btf_type *t;
6296         const char *tname;
6297         u32 btf_id;
6298         int ret;
6299
6300         if (!btf_vmlinux) {
6301                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6302                 return -ENOTSUPP;
6303         }
6304
6305         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6306                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6307                         map->map_type);
6308                 return -ENOTSUPP;
6309         }
6310
6311         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6312         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6313
6314         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6315                 verbose(env,
6316                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6317                         tname);
6318                 return -EPERM;
6319         }
6320
6321         if (off < 0) {
6322                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6323                         regno, tname, off);
6324                 return -EACCES;
6325         }
6326
6327         if (atype != BPF_READ) {
6328                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6329                 return -EACCES;
6330         }
6331
6332         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6333         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6334         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6335         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6336         if (ret < 0)
6337                 return ret;
6338
6339         if (value_regno >= 0)
6340                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6341
6342         return 0;
6343 }
6344
6345 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6346  * maximum valid offset is -1.
6347  *
6348  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6349  * -state->allocated_stack for reads.
6350  */
6351 static int check_stack_slot_within_bounds(int off,
6352                                           struct bpf_func_state *state,
6353                                           enum bpf_access_type t)
6354 {
6355         int min_valid_off;
6356
6357         if (t == BPF_WRITE)
6358                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6359         else
6360                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6361
6362         if (off < min_valid_off || off > -1)
6363                 return -EACCES;
6364         return 0;
6365 }
6366
6367 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6368  * bounds.
6369  *
6370  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6371  */
6372 static int check_stack_access_within_bounds(
6373                 struct bpf_verifier_env *env,
6374                 int regno, int off, int access_size,
6375                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6376 {
6377         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6378         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6379         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6380         int min_off, max_off;
6381         int err;
6382         char *err_extra;
6383
6384         if (src == ACCESS_HELPER)
6385                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6386                 err_extra = " indirect access to";
6387         else if (type == BPF_READ)
6388                 err_extra = " read from";
6389         else
6390                 err_extra = " write to";
6391
6392         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6393                 min_off = reg->var_off.value + off;
6394                 if (access_size > 0)
6395                         max_off = min_off + access_size - 1;
6396                 else
6397                         max_off = min_off;
6398         } else {
6399                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6400                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6401                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6402                                 err_extra, regno);
6403                         return -EACCES;
6404                 }
6405                 min_off = reg->smin_value + off;
6406                 if (access_size > 0)
6407                         max_off = reg->smax_value + off + access_size - 1;
6408                 else
6409                         max_off = min_off;
6410         }
6411
6412         err = check_stack_slot_within_bounds(min_off, state, type);
6413         if (!err)
6414                 err = check_stack_slot_within_bounds(max_off, state, type);
6415
6416         if (err) {
6417                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6418                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6419                                 err_extra, regno, off, access_size);
6420                 } else {
6421                         char tn_buf[48];
6422
6423                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6424                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6425                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6426                 }
6427         }
6428         return err;
6429 }
6430
6431 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6432  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6433  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6434  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6435  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6436  */
6437 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6438                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6439                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6440 {
6441         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6442         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6443         struct bpf_func_state *state;
6444         int size, err = 0;
6445
6446         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6447         if (size < 0)
6448                 return size;
6449
6450         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6451         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6452         if (err)
6453                 return err;
6454
6455         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6456         off += reg->off;
6457
6458         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6459                 if (t == BPF_WRITE) {
6460                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6461                         return -EACCES;
6462                 }
6463
6464                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6465                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6466                 if (err)
6467                         return err;
6468                 if (value_regno >= 0)
6469                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6470         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6471                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6472
6473                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6474                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6475                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6476                         return -EACCES;
6477                 }
6478                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6479                 if (err)
6480                         return err;
6481                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6482                 if (err)
6483                         return err;
6484                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6485                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6486                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6487                 if (kptr_field) {
6488                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6489                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6490                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6491
6492                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6493                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6494                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6495                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6496                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6497                                 u64 val = 0;
6498
6499                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6500                                                           &val, is_ldsx);
6501                                 if (err)
6502                                         return err;
6503
6504                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6505                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6506                         } else {
6507                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6508                         }
6509                 }
6510         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6511                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6512
6513                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6514                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6515                                 reg_type_str(env, reg->type));
6516                         return -EACCES;
6517                 }
6518
6519                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6520                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6521                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6522                         return -EACCES;
6523                 }
6524
6525                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6526                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6527                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6528                         return -EACCES;
6529                 }
6530
6531                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6532                                               reg->mem_size, false);
6533                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6534                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6535         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6536                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6537                 struct btf *btf = NULL;
6538                 u32 btf_id = 0;
6539
6540                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6541                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6542                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6543                         return -EACCES;
6544                 }
6545
6546                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6547                 if (err < 0)
6548                         return err;
6549
6550                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6551                                        &btf_id);
6552                 if (err)
6553                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6554                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6555                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6556                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6557                          * case, we know the offset is zero.
6558                          */
6559                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6560                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6561                         } else {
6562                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6563                                                     value_regno);
6564                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6565                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6566                                 /* A load of ctx field could have different
6567                                  * actual load size with the one encoded in the
6568                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6569                                  * a sub-register.
6570                                  */
6571                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6572                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6573                                         regs[value_regno].btf = btf;
6574                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6575                                 }
6576                         }
6577                         regs[value_regno].type = reg_type;
6578                 }
6579
6580         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6581                 /* Basic bounds checks. */
6582                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6583                 if (err)
6584                         return err;
6585
6586                 state = func(env, reg);
6587                 err = update_stack_depth(env, state, off);
6588                 if (err)
6589                         return err;
6590
6591                 if (t == BPF_READ)
6592                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6593                                                value_regno);
6594                 else
6595                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6596                                                 value_regno, insn_idx);
6597         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6598                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6599                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6600                         return -EACCES;
6601                 }
6602                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6603                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6604                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6605                                 value_regno);
6606                         return -EACCES;
6607                 }
6608                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6609                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6610                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6611         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6612                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6613                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6614                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6615                                 value_regno);
6616                         return -EACCES;
6617                 }
6618
6619                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6620                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6621                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6622         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6623                 if (t == BPF_WRITE) {
6624                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6625                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6626                         return -EACCES;
6627                 }
6628                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6629                 if (!err && value_regno >= 0)
6630                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6631         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6632                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6633                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6634                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6635         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6636                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6637                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6638                                               value_regno);
6639         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6640                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6641                                               value_regno);
6642         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6643                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6644                 u32 *max_access;
6645
6646                 if (rdonly_mem) {
6647                         if (t == BPF_WRITE) {
6648                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6649                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6650                                 return -EACCES;
6651                         }
6652                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6653                 } else {
6654                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6655                 }
6656
6657                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6658                                           max_access);
6659
6660                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6661                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6662         } else {
6663                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6664                         reg_type_str(env, reg->type));
6665                 return -EACCES;
6666         }
6667
6668         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6669             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6670                 if (!is_ldsx)
6671                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6672                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6673                 else
6674                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6675         }
6676         return err;
6677 }
6678
6679 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6680 {
6681         int load_reg;
6682         int err;
6683
6684         switch (insn->imm) {
6685         case BPF_ADD:
6686         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6687         case BPF_AND:
6688         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6689         case BPF_OR:
6690         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6691         case BPF_XOR:
6692         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6693         case BPF_XCHG:
6694         case BPF_CMPXCHG:
6695                 break;
6696         default:
6697                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6698                 return -EINVAL;
6699         }
6700
6701         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6702                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6703                 return -EINVAL;
6704         }
6705
6706         /* check src1 operand */
6707         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6708         if (err)
6709                 return err;
6710
6711         /* check src2 operand */
6712         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6713         if (err)
6714                 return err;
6715
6716         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6717                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6718                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6719
6720                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6721                 if (err)
6722                         return err;
6723
6724                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6725                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6726                         return -EACCES;
6727                 }
6728         }
6729
6730         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6731                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6732                 return -EACCES;
6733         }
6734
6735         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6736             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6737             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6738             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6739                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6740                         insn->dst_reg,
6741                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6742                 return -EACCES;
6743         }
6744
6745         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6746                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6747                         load_reg = BPF_REG_0;
6748                 else
6749                         load_reg = insn->src_reg;
6750
6751                 /* check and record load of old value */
6752                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6753                 if (err)
6754                         return err;
6755         } else {
6756                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6757                  * actually load it into a register.
6758                  */
6759                 load_reg = -1;
6760         }
6761
6762         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6763          * case to simulate the register fill.
6764          */
6765         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6766                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6767         if (!err && load_reg >= 0)
6768                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6769                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6770                                        true, false);
6771         if (err)
6772                 return err;
6773
6774         /* Check whether we can write into the same memory. */
6775         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6776                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6777         if (err)
6778                 return err;
6779
6780         return 0;
6781 }
6782
6783 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6784  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6785  * on the access type, that all elements of the stack are initialized.
6786  *
6787  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6788  *
6789  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6790  * read offsets are marked as read.
6791  */
6792 static int check_stack_range_initialized(
6793                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6794                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6795                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6796 {
6797         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6798         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6799         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6800         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6801         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6802         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6803          * read-only.
6804          */
6805         bool clobber = false;
6806
6807         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6808                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6809                 return -EACCES;
6810         }
6811
6812         if (type == ACCESS_HELPER) {
6813                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6814                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6815                  * checks below.
6816                  */
6817                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6818                 clobber = true;
6819         } else {
6820                 bounds_check_type = BPF_READ;
6821         }
6822         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6823                                                type, bounds_check_type);
6824         if (err)
6825                 return err;
6826
6827
6828         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6829                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6830         } else {
6831                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6832                  * simplicity since it requires corresponding support in
6833                  * Spectre masking for stack ALU.
6834                  * See also retrieve_ptr_limit().
6835                  */
6836                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6837                         char tn_buf[48];
6838
6839                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6840                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6841                                 regno, err_extra, tn_buf);
6842                         return -EACCES;
6843                 }
6844                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6845                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6846                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6847                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6848                  * cause uninitialized stack leaking.
6849                  */
6850                 if (meta && meta->raw_mode)
6851                         meta = NULL;
6852
6853                 min_off = reg->smin_value + off;
6854                 max_off = reg->smax_value + off;
6855         }
6856
6857         if (meta && meta->raw_mode) {
6858                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6859                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6860                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6861                  * which takes:
6862                  *
6863                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6864                  *
6865                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6866                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6867                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6868                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6869                  * default.
6870                  */
6871                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6872                         int stack_off = -i - 1;
6873
6874                         spi = __get_spi(i);
6875                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6876                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6877                                 continue;
6878                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6879                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6880                                 return -EACCES;
6881                         }
6882                 }
6883                 meta->access_size = access_size;
6884                 meta->regno = regno;
6885                 return 0;
6886         }
6887
6888         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6889                 u8 *stype;
6890
6891                 slot = -i - 1;
6892                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6893                 if (state->allocated_stack <= slot)
6894                         goto err;
6895                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6896                 if (*stype == STACK_MISC)
6897                         goto mark;
6898                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6899                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6900                         if (clobber) {
6901                                 /* helper can write anything into the stack */
6902                                 *stype = STACK_MISC;
6903                         }
6904                         goto mark;
6905                 }
6906
6907                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6908                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6909                      env->allow_ptr_leaks)) {
6910                         if (clobber) {
6911                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6912                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6913                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6914                         }
6915                         goto mark;
6916                 }
6917
6918 err:
6919                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6920                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6921                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6922                 } else {
6923                         char tn_buf[48];
6924
6925                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6926                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6927                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6928                 }
6929                 return -EACCES;
6930 mark:
6931                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6932                  * the whole slot to be marked as 'read'
6933                  */
6934                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6935                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6936                               REG_LIVE_READ64);
6937                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6938                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6939                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6940                  * helper may write to the entire memory range.
6941                  */
6942         }
6943         return update_stack_depth(env, state, min_off);
6944 }
6945
6946 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6947                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6948                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6949 {
6950         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6951         u32 *max_access;
6952
6953         switch (base_type(reg->type)) {
6954         case PTR_TO_PACKET:
6955         case PTR_TO_PACKET_META:
6956                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6957                                            zero_size_allowed);
6958         case PTR_TO_MAP_KEY:
6959                 if (meta && meta->raw_mode) {
6960                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6961                                 reg_type_str(env, reg->type));
6962                         return -EACCES;
6963                 }
6964                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6965                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6966         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6967                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6968                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6969                                           BPF_READ))
6970                         return -EACCES;
6971                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6972                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6973         case PTR_TO_MEM:
6974                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6975                         if (meta && meta->raw_mode) {
6976                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6977                                         reg_type_str(env, reg->type));
6978                                 return -EACCES;
6979                         }
6980                 }
6981                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6982                                                access_size, reg->mem_size,
6983                                                zero_size_allowed);
6984         case PTR_TO_BUF:
6985                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6986                         if (meta && meta->raw_mode) {
6987                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6988                                         reg_type_str(env, reg->type));
6989                                 return -EACCES;
6990                         }
6991
6992                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6993                 } else {
6994                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6995                 }
6996                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
6997                                            access_size, zero_size_allowed,
6998                                            max_access);
6999         case PTR_TO_STACK:
7000                 return check_stack_range_initialized(
7001                                 env,
7002                                 regno, reg->off, access_size,
7003                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7004         case PTR_TO_BTF_ID:
7005                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7006                                                access_size, BPF_READ, -1);
7007         case PTR_TO_CTX:
7008                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7009                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7010                  * can not statically check its size.
7011                  * Dynamically check it now.
7012                  */
7013                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7014                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7015                         int offset = access_size - 1;
7016
7017                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7018                         if (access_size == 0)
7019                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7020
7021                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7022                                                 atype, -1, false, false);
7023                 }
7024
7025                 fallthrough;
7026         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7027                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7028                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7029                     register_is_null(reg))
7030                         return 0;
7031
7032                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7033                         reg_type_str(env, reg->type));
7034                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7035                 return -EACCES;
7036         }
7037 }
7038
7039 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7040                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7041                               bool zero_size_allowed,
7042                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7043 {
7044         int err;
7045
7046         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7047          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7048          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7049          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7050          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7051          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7052          * int type and negative retvals are allowed.
7053          */
7054         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7055
7056         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7057          * happens using its boundaries.
7058          */
7059         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7060                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7061                  * mode so that the program is required to
7062                  * initialize all the memory that the helper could
7063                  * just partially fill up.
7064                  */
7065                 meta = NULL;
7066
7067         if (reg->smin_value < 0) {
7068                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7069                         regno);
7070                 return -EACCES;
7071         }
7072
7073         if (reg->umin_value == 0) {
7074                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7075                                               zero_size_allowed,
7076                                               meta);
7077                 if (err)
7078                         return err;
7079         }
7080
7081         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7082                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7083                         regno);
7084                 return -EACCES;
7085         }
7086         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7087                                       reg->umax_value,
7088                                       zero_size_allowed, meta);
7089         if (!err)
7090                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7091         return err;
7092 }
7093
7094 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7095                    u32 regno, u32 mem_size)
7096 {
7097         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7098         struct bpf_reg_state saved_reg;
7099         struct bpf_call_arg_meta meta;
7100         int err;
7101
7102         if (register_is_null(reg))
7103                 return 0;
7104
7105         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7106         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7107          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7108          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7109          */
7110         if (may_be_null) {
7111                 saved_reg = *reg;
7112                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7113         }
7114
7115         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7116         /* Check access for BPF_WRITE */
7117         meta.raw_mode = true;
7118         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7119
7120         if (may_be_null)
7121                 *reg = saved_reg;
7122
7123         return err;
7124 }
7125
7126 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7127                                     u32 regno)
7128 {
7129         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7130         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7131         struct bpf_reg_state saved_reg;
7132         struct bpf_call_arg_meta meta;
7133         int err;
7134
7135         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7136
7137         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7138
7139         if (may_be_null) {
7140                 saved_reg = *mem_reg;
7141                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7142         }
7143
7144         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7145         /* Check access for BPF_WRITE */
7146         meta.raw_mode = true;
7147         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7148
7149         if (may_be_null)
7150                 *mem_reg = saved_reg;
7151         return err;
7152 }
7153
7154 /* Implementation details:
7155  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7156  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7157  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7158  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7159  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7160  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7161  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7162  * about actual address of the map element.
7163  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7164  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7165  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7166  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7167  * returned from bpf_obj_new.
7168  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7169  * dead-locks.
7170  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7171  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7172  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7173  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7174  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7175  */
7176 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7177                              bool is_lock)
7178 {
7179         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7180         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7181         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7182         u64 val = reg->var_off.value;
7183         struct bpf_map *map = NULL;
7184         struct btf *btf = NULL;
7185         struct btf_record *rec;
7186
7187         if (!is_const) {
7188                 verbose(env,
7189                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7190                         regno);
7191                 return -EINVAL;
7192         }
7193         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7194                 map = reg->map_ptr;
7195                 if (!map->btf) {
7196                         verbose(env,
7197                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7198                                 map->name);
7199                         return -EINVAL;
7200                 }
7201         } else {
7202                 btf = reg->btf;
7203         }
7204
7205         rec = reg_btf_record(reg);
7206         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7207                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7208                         map ? map->name : "kptr");
7209                 return -EINVAL;
7210         }
7211         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7212                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7213                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7214                 return -EINVAL;
7215         }
7216         if (is_lock) {
7217                 if (cur->active_lock.ptr) {
7218                         verbose(env,
7219                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7220                         return -EINVAL;
7221                 }
7222                 if (map)
7223                         cur->active_lock.ptr = map;
7224                 else
7225                         cur->active_lock.ptr = btf;
7226                 cur->active_lock.id = reg->id;
7227         } else {
7228                 void *ptr;
7229
7230                 if (map)
7231                         ptr = map;
7232                 else
7233                         ptr = btf;
7234
7235                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7236                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7237                         return -EINVAL;
7238                 }
7239                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7240                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7241                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7242                         return -EINVAL;
7243                 }
7244
7245                 invalidate_non_owning_refs(env);
7246
7247                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7248                 cur->active_lock.id = 0;
7249         }
7250         return 0;
7251 }
7252
7253 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7254                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7255 {
7256         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7257         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7258         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7259         u64 val = reg->var_off.value;
7260
7261         if (!is_const) {
7262                 verbose(env,
7263                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7264                         regno);
7265                 return -EINVAL;
7266         }
7267         if (!map->btf) {
7268                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7269                         map->name);
7270                 return -EINVAL;
7271         }
7272         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7273                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7274                 return -EINVAL;
7275         }
7276         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7277                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7278                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7279                 return -EINVAL;
7280         }
7281         if (meta->map_ptr) {
7282                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7283                 return -EFAULT;
7284         }
7285         meta->map_uid = reg->map_uid;
7286         meta->map_ptr = map;
7287         return 0;
7288 }
7289
7290 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7291                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7292 {
7293         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7294         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7295         struct btf_field *kptr_field;
7296         u32 kptr_off;
7297
7298         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7299                 verbose(env,
7300                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7301                         regno);
7302                 return -EINVAL;
7303         }
7304         if (!map_ptr->btf) {
7305                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7306                         map_ptr->name);
7307                 return -EINVAL;
7308         }
7309         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7310                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7311                 return -EINVAL;
7312         }
7313
7314         meta->map_ptr = map_ptr;
7315         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7316         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7317         if (!kptr_field) {
7318                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7319                 return -EACCES;
7320         }
7321         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7322                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7323                 return -EACCES;
7324         }
7325         meta->kptr_field = kptr_field;
7326         return 0;
7327 }
7328
7329 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7330  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7331  *
7332  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7333  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7334  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7335  *
7336  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7337  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7338  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7339  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7340  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7341  * memory that dynptr points to.
7342  *
7343  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7344  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7345  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7346  *
7347  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7348  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7349  * points to.
7350  *
7351  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7352  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7353  */
7354 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7355                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7356 {
7357         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7358         int err;
7359
7360         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7361          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7362          */
7363         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7364                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7365                 return -EFAULT;
7366         }
7367
7368         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7369          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7370          *
7371          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7372          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7373          *               contain an existing bpf_dynptr.
7374          *
7375          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7376          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7377          *               may be mutated.
7378          *
7379          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7380          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7381          *               to.
7382          */
7383         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7384                 int i;
7385
7386                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7387                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7388                         return -EINVAL;
7389                 }
7390
7391                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7392                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7393                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7394                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7395                         if (err)
7396                                 return err;
7397                 }
7398
7399                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7400         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7401                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7402                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7403                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7404                         return -EINVAL;
7405                 }
7406
7407                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7408                         verbose(env,
7409                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7410                                 regno);
7411                         return -EINVAL;
7412                 }
7413
7414                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7415                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7416                         verbose(env,
7417                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7418                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7419                         return -EINVAL;
7420                 }
7421
7422                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7423         }
7424         return err;
7425 }
7426
7427 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7428 {
7429         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7430
7431         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7432 }
7433
7434 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7435 {
7436         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7437 }
7438
7439 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7440 {
7441         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7442 }
7443
7444 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7445 {
7446         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7447 }
7448
7449 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7450 {
7451         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7452 }
7453
7454 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7455 {
7456         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7457          * kfunc is iter state pointer
7458          */
7459         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7460 }
7461
7462 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7463                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7464 {
7465         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7466         const struct btf_type *t;
7467         const struct btf_param *arg;
7468         int spi, err, i, nr_slots;
7469         u32 btf_id;
7470
7471         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7472         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7473         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7474         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7475         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7476
7477         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7478                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7479                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7480                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7481                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7482                         return -EINVAL;
7483                 }
7484
7485                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7486                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7487                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7488                         if (err)
7489                                 return err;
7490                 }
7491
7492                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7493                 if (err)
7494                         return err;
7495         } else {
7496                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7497                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7498                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7499                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7500                         return -EINVAL;
7501                 }
7502
7503                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7504                 if (spi < 0)
7505                         return spi;
7506
7507                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7508                 if (err)
7509                         return err;
7510
7511                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7512                 meta->iter.spi = spi;
7513                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7514                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7515
7516                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7517                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7518                         if (err)
7519                                 return err;
7520                 }
7521         }
7522
7523         return 0;
7524 }
7525
7526 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7527  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7528  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7529  *
7530  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7531  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7532  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7533  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7534  *
7535  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7536  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7537  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7538  *
7539  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7540  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7541  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7542  * exit.
7543  *
7544  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7545  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7546  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7547  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7548  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7549  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7550  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7551  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7552  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7553  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7554  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7555  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7556  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7557  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7558  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7559  *
7560  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7561  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7562  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7563  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7564  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7565  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7566  *
7567  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7568  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7569  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7570  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7571  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7572  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7573  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7574  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7575  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7576  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7577  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7578  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7579  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7580  * precision tracking for more intuitive understanding.
7581  */
7582 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7583                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7584 {
7585         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7586         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7587         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7588         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7589         int iter_spi = meta->iter.spi;
7590
7591         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7592
7593         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7594
7595         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7596             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7597                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7598                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7599                 return -EFAULT;
7600         }
7601
7602         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7603                 /* branch out active iter state */
7604                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7605                 if (!queued_st)
7606                         return -ENOMEM;
7607
7608                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7609                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7610                 queued_iter->iter.depth++;
7611
7612                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7613                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7614         }
7615
7616         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7617         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7618         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7619         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7620
7621         return 0;
7622 }
7623
7624 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7625 {
7626         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7627                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7628 }
7629
7630 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7631 {
7632         return type & OBJ_RELEASE;
7633 }
7634
7635 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7636 {
7637         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7638 }
7639
7640 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7641 {
7642         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7643                 return sizeof(u32);
7644         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7645                 return sizeof(u64);
7646
7647         return -EINVAL;
7648 }
7649
7650 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7651                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7652                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7653 {
7654         if (!meta->map_ptr) {
7655                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7656                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7657                 return -EACCES;
7658         }
7659
7660         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7661         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7662         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7663                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7664                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7665                 } else {
7666                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7667                         return -EINVAL;
7668                 }
7669                 break;
7670         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7671                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7672                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7673                 break;
7674         default:
7675                 break;
7676         }
7677         return 0;
7678 }
7679
7680 struct bpf_reg_types {
7681         const enum bpf_reg_type types[10];
7682         u32 *btf_id;
7683 };
7684
7685 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7686         .types = {
7687                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7688                 PTR_TO_SOCKET,
7689                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7690                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7691         },
7692 };
7693
7694 #ifdef CONFIG_NET
7695 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7696         .types = {
7697                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7698                 PTR_TO_SOCKET,
7699                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7700                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7701                 PTR_TO_BTF_ID,
7702                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7703         },
7704         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7705 };
7706 #endif
7707
7708 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7709         .types = {
7710                 PTR_TO_STACK,
7711                 PTR_TO_PACKET,
7712                 PTR_TO_PACKET_META,
7713                 PTR_TO_MAP_KEY,
7714                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7715                 PTR_TO_MEM,
7716                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7717                 PTR_TO_BUF,
7718                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7719         },
7720 };
7721
7722 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7723         .types = {
7724                 PTR_TO_STACK,
7725                 PTR_TO_PACKET,
7726                 PTR_TO_PACKET_META,
7727                 PTR_TO_MAP_KEY,
7728                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7729         },
7730 };
7731
7732 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7733         .types = {
7734                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7735                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7736         }
7737 };
7738
7739 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7740 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7741 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7742 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7743 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7744 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7745         .types = {
7746                 PTR_TO_BTF_ID,
7747                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7748                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7749         },
7750 };
7751 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7752         .types = {
7753                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7754                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7755         }
7756 };
7757 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7758 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7759 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7760 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7761 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7762 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7763         .types = {
7764                 PTR_TO_STACK,
7765                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7766         }
7767 };
7768
7769 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7770         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7771         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7772         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7773         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7774         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7775         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7776         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7777         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7778 #ifdef CONFIG_NET
7779         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7780 #endif
7781         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7782         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7783         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7784         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7785         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7786         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7787         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7788         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7789         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7790         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7791         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7792         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7793         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7794         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7795 };
7796
7797 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7798                           enum bpf_arg_type arg_type,
7799                           const u32 *arg_btf_id,
7800                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7801 {
7802         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7803         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7804         const struct bpf_reg_types *compatible;
7805         int i, j;
7806
7807         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7808         if (!compatible) {
7809                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7810                 return -EFAULT;
7811         }
7812
7813         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7814          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7815          *
7816          * Same for MAYBE_NULL:
7817          *
7818          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7819          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7820          *
7821          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7822          *
7823          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7824          */
7825         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7826                 type &= ~MEM_RDONLY;
7827         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7828                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7829         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7830                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7831
7832         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7833                 type &= ~MEM_ALLOC;
7834
7835         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7836                 expected = compatible->types[i];
7837                 if (expected == NOT_INIT)
7838                         break;
7839
7840                 if (type == expected)
7841                         goto found;
7842         }
7843
7844         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7845         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7846                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7847         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7848         return -EACCES;
7849
7850 found:
7851         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7852                 return 0;
7853
7854         if (compatible == &mem_types) {
7855                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7856                         verbose(env,
7857                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7858                                 func_id_name(meta->func_id),
7859                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7860                         return -EACCES;
7861                 }
7862                 return 0;
7863         }
7864
7865         switch ((int)reg->type) {
7866         case PTR_TO_BTF_ID:
7867         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7868         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7869         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7870         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7871         {
7872                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7873                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7874                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7875                  */
7876                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7877                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7878
7879                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7880                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7881                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7882                         return -EACCES;
7883                 }
7884
7885                 if (!arg_btf_id) {
7886                         if (!compatible->btf_id) {
7887                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7888                                 return -EFAULT;
7889                         }
7890                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7891                 }
7892
7893                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7894                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7895                                 return -EACCES;
7896                 } else {
7897                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7898                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7899                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7900                                         regno);
7901                                 return -EACCES;
7902                         }
7903
7904                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7905                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7906                                                   strict_type_match)) {
7907                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7908                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7909                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7910                                 return -EACCES;
7911                         }
7912                 }
7913                 break;
7914         }
7915         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7916                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7917                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7918                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7919                         return -EFAULT;
7920                 }
7921                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7922                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7923                                 return -EACCES;
7924                 }
7925                 break;
7926         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7927         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7928                 /* Handled by helper specific checks */
7929                 break;
7930         default:
7931                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7932                 return -EFAULT;
7933         }
7934         return 0;
7935 }
7936
7937 static struct btf_field *
7938 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7939 {
7940         struct btf_field *field;
7941         struct btf_record *rec;
7942
7943         rec = reg_btf_record(reg);
7944         if (!rec)
7945                 return NULL;
7946
7947         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7948         if (!field)
7949                 return NULL;
7950
7951         return field;
7952 }
7953
7954 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7955                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7956                            enum bpf_arg_type arg_type)
7957 {
7958         u32 type = reg->type;
7959
7960         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7961          * offset must be 0.
7962          *
7963          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7964          * meta->release_regno.
7965          */
7966         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7967                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7968                  * may not directly point to the object being released, but to
7969                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7970                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7971                  * default handling.
7972                  */
7973                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7974                         return 0;
7975
7976                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7977                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7978                  * to give the user a better error message.
7979                  */
7980                 if (reg->off) {
7981                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7982                                 regno);
7983                         return -EINVAL;
7984                 }
7985                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7986         }
7987
7988         switch (type) {
7989         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7990         case PTR_TO_STACK:
7991         case PTR_TO_PACKET:
7992         case PTR_TO_PACKET_META:
7993         case PTR_TO_MAP_KEY:
7994         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7995         case PTR_TO_MEM:
7996         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
7997         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
7998         case PTR_TO_BUF:
7999         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8000         case SCALAR_VALUE:
8001                 return 0;
8002         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8003          * fixed offset.
8004          */
8005         case PTR_TO_BTF_ID:
8006         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8007         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8008         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8009         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8010         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8011                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8012                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8013                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8014                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8015                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8016                  * still need to do checks instead of returning.
8017                  */
8018                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8019         default:
8020                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8021         }
8022 }
8023
8024 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8025                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8026                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8027 {
8028         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8029         int i;
8030
8031         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8032                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8033                         if (state) {
8034                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8035                                 return NULL;
8036                         }
8037                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8038                 }
8039
8040         if (!state)
8041                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8042
8043         return state;
8044 }
8045
8046 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8047 {
8048         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8049         int spi;
8050
8051         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8052                 return reg->id;
8053         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8054         if (spi < 0)
8055                 return spi;
8056         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8057 }
8058
8059 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8060 {
8061         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8062         int spi;
8063
8064         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8065                 return reg->ref_obj_id;
8066         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8067         if (spi < 0)
8068                 return spi;
8069         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8070 }
8071
8072 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8073                                             struct bpf_reg_state *reg)
8074 {
8075         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8076         int spi;
8077
8078         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8079                 return reg->dynptr.type;
8080
8081         spi = __get_spi(reg->off);
8082         if (spi < 0) {
8083                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8084                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8085         }
8086
8087         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8088 }
8089
8090 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8091                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8092                           const struct bpf_func_proto *fn,
8093                           int insn_idx)
8094 {
8095         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8096         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8097         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8098         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8099         u32 *arg_btf_id = NULL;
8100         int err = 0;
8101
8102         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8103                 return 0;
8104
8105         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8106         if (err)
8107                 return err;
8108
8109         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8110                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8111                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8112                                 regno);
8113                         return -EACCES;
8114                 }
8115                 return 0;
8116         }
8117
8118         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8119             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8120                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8121                 return -EACCES;
8122         }
8123
8124         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8125                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8126                 if (err)
8127                         return err;
8128         }
8129
8130         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8131                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8132                  * type checking.
8133                  */
8134                 goto skip_type_check;
8135
8136         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8137         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8138             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8139                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8140
8141         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8142         if (err)
8143                 return err;
8144
8145         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8146         if (err)
8147                 return err;
8148
8149 skip_type_check:
8150         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8151                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8152                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8153                         int spi;
8154
8155                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8156                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8157                          * should only be done before process_dynptr_func for
8158                          * PTR_TO_STACK.
8159                          */
8160                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8161                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8162                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8163                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8164                                         return -EINVAL;
8165                                 }
8166                         } else {
8167                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8168                                 return -EINVAL;
8169                         }
8170                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8171                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8172                                 regno);
8173                         return -EINVAL;
8174                 }
8175                 if (meta->release_regno) {
8176                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8177                         return -EFAULT;
8178                 }
8179                 meta->release_regno = regno;
8180         }
8181
8182         if (reg->ref_obj_id) {
8183                 if (meta->ref_obj_id) {
8184                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8185                                 regno, reg->ref_obj_id,
8186                                 meta->ref_obj_id);
8187                         return -EFAULT;
8188                 }
8189                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8190         }
8191
8192         switch (base_type(arg_type)) {
8193         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8194                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8195                 if (meta->map_ptr) {
8196                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8197                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8198                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8199                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8200                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8201                          *     if (timer)
8202                          *         // mismatch would have been allowed
8203                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8204                          * }
8205                          *
8206                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8207                          */
8208                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8209                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8210                                 verbose(env,
8211                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8212                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8213                                 return -EINVAL;
8214                         }
8215                 }
8216                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8217                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8218                 break;
8219         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8220                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8221                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8222                  * stack limits and initialized
8223                  */
8224                 if (!meta->map_ptr) {
8225                         /* in function declaration map_ptr must come before
8226                          * map_key, so that it's verified and known before
8227                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8228                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8229                          */
8230                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8231                         return -EACCES;
8232                 }
8233                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8234                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8235                                               NULL);
8236                 break;
8237         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8238                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8239                         return 0;
8240
8241                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8242                  * check [value, value + map->value_size) validity
8243                  */
8244                 if (!meta->map_ptr) {
8245                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8246                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8247                         return -EACCES;
8248                 }
8249                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8250                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8251                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8252                                               meta);
8253                 break;
8254         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8255                 if (!reg->btf_id) {
8256                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8257                         return -EACCES;
8258                 }
8259                 meta->ret_btf = reg->btf;
8260                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8261                 break;
8262         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8263                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8264                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8265                         return -EACCES;
8266                 }
8267                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8268                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8269                         if (err)
8270                                 return err;
8271                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8272                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8273                         if (err)
8274                                 return err;
8275                 } else {
8276                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8277                         return -EFAULT;
8278                 }
8279                 break;
8280         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8281                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8282                 if (err)
8283                         return err;
8284                 break;
8285         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8286                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8287                 break;
8288         case ARG_PTR_TO_MEM:
8289                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8290                  * next is_mem_size argument below.
8291                  */
8292                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8293                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8294                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8295                                                       fn->arg_size[arg], false,
8296                                                       meta);
8297                 }
8298                 break;
8299         case ARG_CONST_SIZE:
8300                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8301                 break;
8302         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8303                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8304                 break;
8305         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8306                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8307                 if (err)
8308                         return err;
8309                 break;
8310         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8311                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8312                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8313                                 regno);
8314                         return -EACCES;
8315                 }
8316                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8317                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8318                 if (err)
8319                         return err;
8320                 break;
8321         case ARG_PTR_TO_INT:
8322         case ARG_PTR_TO_LONG:
8323         {
8324                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8325
8326                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8327                 if (err)
8328                         return err;
8329                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8330                 break;
8331         }
8332         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8333         {
8334                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8335                 int map_off;
8336                 u64 map_addr;
8337                 char *str_ptr;
8338
8339                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8340                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8341                         return -EACCES;
8342                 }
8343
8344                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8345                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8346                         return -EACCES;
8347                 }
8348
8349                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8350                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8351                         return -EACCES;
8352                 }
8353
8354                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8355                                        map->value_size - reg->off, false,
8356                                        ACCESS_HELPER);
8357                 if (err)
8358                         return err;
8359
8360                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8361                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8362                 if (err) {
8363                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8364                         return err;
8365                 }
8366
8367                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8368                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8369                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8370                         return -EINVAL;
8371                 }
8372                 break;
8373         }
8374         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8375                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8376                 if (err)
8377                         return err;
8378                 break;
8379         }
8380
8381         return err;
8382 }
8383
8384 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8385 {
8386         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8387         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8388
8389         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8390                 return false;
8391
8392         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8393          * contexts, so updating is safe.
8394          */
8395         switch (type) {
8396         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8397                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8398                         return true;
8399                 break;
8400         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8401         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8402         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8403         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8404         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8405         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8406         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8407                 return true;
8408         default:
8409                 break;
8410         }
8411
8412         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8413         return false;
8414 }
8415
8416 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8417 {
8418         return env->prog->jit_requested &&
8419                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8420 }
8421
8422 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8423                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8424 {
8425         if (!map)
8426                 return 0;
8427
8428         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8429         switch (map->map_type) {
8430         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8431                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8432                         goto error;
8433                 break;
8434         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8435                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8436                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8437                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8438                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8439                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8440                         goto error;
8441                 break;
8442         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8443                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8444                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8445                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8446                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8447                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8448                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8449                         goto error;
8450                 break;
8451         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8452                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8453                         goto error;
8454                 break;
8455         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8456                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8457                         goto error;
8458                 break;
8459         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8460                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8461                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8462                         goto error;
8463                 break;
8464         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8465         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8466                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8467                         goto error;
8468                 break;
8469         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8470         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8471                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8472                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8473                         goto error;
8474                 break;
8475         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8476          * appear.
8477          */
8478         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8479                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8480                         goto error;
8481                 break;
8482         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8483                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8484                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8485                         goto error;
8486                 break;
8487         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8488         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8489                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8490                         goto error;
8491                 break;
8492         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8493                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8494                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8495                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8496                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8497                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8498                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8499                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8500                         goto error;
8501                 break;
8502         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8503                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8504                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8505                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8506                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8507                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8508                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8509                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8510                         goto error;
8511                 break;
8512         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8513                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8514                         goto error;
8515                 break;
8516         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8517         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8518                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8519                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8520                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8521                         goto error;
8522                 break;
8523         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8524                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8525                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8526                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8527                         goto error;
8528                 break;
8529         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8530                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8531                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8532                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8533                         goto error;
8534                 break;
8535         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8536                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8537                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8538                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8539                         goto error;
8540                 break;
8541         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8542                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8543                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8544                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8545                         goto error;
8546                 break;
8547         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8548                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8549                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8550                         goto error;
8551                 break;
8552         default:
8553                 break;
8554         }
8555
8556         /* ... and second from the function itself. */
8557         switch (func_id) {
8558         case BPF_FUNC_tail_call:
8559                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8560                         goto error;
8561                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8562                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8563                         return -EINVAL;
8564                 }
8565                 break;
8566         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8567         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8568         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8569         case BPF_FUNC_skb_output:
8570         case BPF_FUNC_xdp_output:
8571                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8572                         goto error;
8573                 break;
8574         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8575         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8576         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8577         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8578         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8579         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8580                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8581                         goto error;
8582                 break;
8583         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8584                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8585                         goto error;
8586                 break;
8587         case BPF_FUNC_get_stackid:
8588                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8589                         goto error;
8590                 break;
8591         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8592         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8593                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8594                         goto error;
8595                 break;
8596         case BPF_FUNC_redirect_map:
8597                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8598                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8599                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8600                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8601                         goto error;
8602                 break;
8603         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8604         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8605         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8606                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8607                         goto error;
8608                 break;
8609         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8610         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8611         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8612                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8613                         goto error;
8614                 break;
8615         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8616                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8617                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8618                         goto error;
8619                 break;
8620         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8621                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8622                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8623                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8624                         goto error;
8625                 break;
8626         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8627                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8628                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8629                         goto error;
8630                 break;
8631         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8632         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8633                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8634                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8635                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8636                         goto error;
8637                 break;
8638         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8639                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8640                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8641                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8642                         goto error;
8643                 break;
8644         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8645         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8646                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8647                         goto error;
8648                 break;
8649         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8650         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8651                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8652                         goto error;
8653                 break;
8654         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8655         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8656                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8657                         goto error;
8658                 break;
8659         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8660         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8661                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8662                         goto error;
8663                 break;
8664         default:
8665                 break;
8666         }
8667
8668         return 0;
8669 error:
8670         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8671                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8672         return -EINVAL;
8673 }
8674
8675 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8676 {
8677         int count = 0;
8678
8679         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8680                 count++;
8681         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8682                 count++;
8683         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8684                 count++;
8685         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8686                 count++;
8687         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8688                 count++;
8689
8690         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8691          * which is sufficient for the helper functions we have
8692          * right now.
8693          */
8694         return count <= 1;
8695 }
8696
8697 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8698 {
8699         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8700         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8701         bool is_next_size = false;
8702
8703         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8704                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8705
8706         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8707                 return is_next_size;
8708
8709         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8710 }
8711
8712 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8713 {
8714         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8715          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8716          * to be paired, so make sure there's no buggy
8717          * helper function specification.
8718          */
8719         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8720             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8721             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8722             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8723             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8724             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8725                 return false;
8726
8727         return true;
8728 }
8729
8730 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8731 {
8732         int i;
8733
8734         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8735                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8736                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8737                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8738                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8739                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8740                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8741                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8742                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8743                         return false;
8744         }
8745
8746         return true;
8747 }
8748
8749 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8750 {
8751         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8752                check_arg_pair_ok(fn) &&
8753                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8754 }
8755
8756 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8757  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8758  *
8759  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8760  * since these slices point to packet data.
8761  */
8762 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8763 {
8764         struct bpf_func_state *state;
8765         struct bpf_reg_state *reg;
8766
8767         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8768                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8769                         mark_reg_invalid(env, reg);
8770         }));
8771 }
8772
8773 enum {
8774         AT_PKT_END = -1,
8775         BEYOND_PKT_END = -2,
8776 };
8777
8778 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8779 {
8780         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8781         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8782
8783         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8784                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8785                 return;
8786
8787         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8788          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8789          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8790          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8791          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8792          */
8793         if (range_open)
8794                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8795         else
8796                 reg->range = AT_PKT_END;
8797 }
8798
8799 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8800  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8801  */
8802 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8803                              int ref_obj_id)
8804 {
8805         struct bpf_func_state *state;
8806         struct bpf_reg_state *reg;
8807         int err;
8808
8809         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8810         if (err)
8811                 return err;
8812
8813         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8814                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8815                         mark_reg_invalid(env, reg);
8816         }));
8817
8818         return 0;
8819 }
8820
8821 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8822 {
8823         struct bpf_func_state *unused;
8824         struct bpf_reg_state *reg;
8825
8826         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8827                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8828                         mark_reg_invalid(env, reg);
8829         }));
8830 }
8831
8832 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8833                                     struct bpf_reg_state *regs)
8834 {
8835         int i;
8836
8837         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8838         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8839                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8840                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8841         }
8842 }
8843
8844 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8845                                    struct bpf_func_state *caller,
8846                                    struct bpf_func_state *callee,
8847                                    int insn_idx);
8848
8849 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8850                             struct bpf_func_state *caller,
8851                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8852
8853 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8854                              int *insn_idx, int subprog,
8855                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8856 {
8857         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8858         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8859         int err;
8860
8861         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8862                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8863                         state->curframe + 2);
8864                 return -E2BIG;
8865         }
8866
8867         caller = state->frame[state->curframe];
8868         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8869                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8870                         state->curframe + 1);
8871                 return -EFAULT;
8872         }
8873
8874         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8875         if (err == -EFAULT)
8876                 return err;
8877         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8878                 if (err) {
8879                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8880                                 subprog);
8881                         return err;
8882                 } else {
8883                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8884                                 verbose(env,
8885                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8886                                         subprog);
8887                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8888
8889                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8890                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8891                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8892
8893                         /* continue with next insn after call */
8894                         return 0;
8895                 }
8896         }
8897
8898         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8899          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8900          * callbacks
8901          */
8902         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8903                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8904                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8905                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8906                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8907                         return -EFAULT;
8908                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8909                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8910                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8911                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8912                         return -EFAULT;
8913                 }
8914         }
8915
8916         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8917             insn->src_reg == 0 &&
8918             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8919                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8920
8921                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8922                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8923                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8924                                          *insn_idx, subprog);
8925                 if (!async_cb)
8926                         return -EFAULT;
8927                 callee = async_cb->frame[0];
8928                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8929
8930                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8931                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8932                 if (err)
8933                         return err;
8934
8935                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8936                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8937                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8938                 /* continue with next insn after call */
8939                 return 0;
8940         }
8941
8942         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8943         if (!callee)
8944                 return -ENOMEM;
8945         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8946
8947         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8948          * into its own stack before reading from it.
8949          * callee can read/write into caller's stack
8950          */
8951         init_func_state(env, callee,
8952                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8953                         *insn_idx /* callsite */,
8954                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8955                         subprog /* subprog number within this prog */);
8956
8957         /* Transfer references to the callee */
8958         err = copy_reference_state(callee, caller);
8959         if (err)
8960                 goto err_out;
8961
8962         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8963         if (err)
8964                 goto err_out;
8965
8966         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8967
8968         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8969         state->curframe++;
8970
8971         /* and go analyze first insn of the callee */
8972         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8973
8974         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8975                 verbose(env, "caller:\n");
8976                 print_verifier_state(env, caller, true);
8977                 verbose(env, "callee:\n");
8978                 print_verifier_state(env, callee, true);
8979         }
8980         return 0;
8981
8982 err_out:
8983         free_func_state(callee);
8984         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8985         return err;
8986 }
8987
8988 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8989                                    struct bpf_func_state *caller,
8990                                    struct bpf_func_state *callee)
8991 {
8992         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8993          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8994          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8995          *      void *callback_ctx);
8996          */
8997         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
8998
8999         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9000         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9001         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9002
9003         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9004         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9005         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9006
9007         /* pointer to stack or null */
9008         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9009
9010         /* unused */
9011         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9012         return 0;
9013 }
9014
9015 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9016                             struct bpf_func_state *caller,
9017                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9018 {
9019         int i;
9020
9021         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9022          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9023          */
9024         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9025                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9026         return 0;
9027 }
9028
9029 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9030                            int *insn_idx)
9031 {
9032         int subprog, target_insn;
9033
9034         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9035         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9036         if (subprog < 0) {
9037                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9038                         target_insn);
9039                 return -EFAULT;
9040         }
9041
9042         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9043 }
9044
9045 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9046                                        struct bpf_func_state *caller,
9047                                        struct bpf_func_state *callee,
9048                                        int insn_idx)
9049 {
9050         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9051         struct bpf_map *map;
9052         int err;
9053
9054         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9055                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9056                 return -EINVAL;
9057         }
9058
9059         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9060         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9061             !map->ops->map_for_each_callback) {
9062                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9063                 return -ENOTSUPP;
9064         }
9065
9066         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9067         if (err)
9068                 return err;
9069
9070         callee->in_callback_fn = true;
9071         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9072         return 0;
9073 }
9074
9075 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9076                                    struct bpf_func_state *caller,
9077                                    struct bpf_func_state *callee,
9078                                    int insn_idx)
9079 {
9080         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9081          *          u64 flags);
9082          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9083          */
9084         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9085         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9086
9087         /* unused */
9088         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9089         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9090         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9091
9092         callee->in_callback_fn = true;
9093         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9094         return 0;
9095 }
9096
9097 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9098                                     struct bpf_func_state *caller,
9099                                     struct bpf_func_state *callee,
9100                                     int insn_idx)
9101 {
9102         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9103
9104         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9105          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9106          */
9107         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9108         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9109         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9110
9111         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9112         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9113         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9114
9115         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9116         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9117         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9118
9119         /* unused */
9120         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9121         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9122         callee->in_async_callback_fn = true;
9123         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9124         return 0;
9125 }
9126
9127 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9128                                        struct bpf_func_state *caller,
9129                                        struct bpf_func_state *callee,
9130                                        int insn_idx)
9131 {
9132         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9133          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9134          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9135          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9136          */
9137         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9138
9139         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9140         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9141         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9142         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9143
9144         /* pointer to stack or null */
9145         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9146
9147         /* unused */
9148         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9149         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9150         callee->in_callback_fn = true;
9151         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9152         return 0;
9153 }
9154
9155 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9156                                            struct bpf_func_state *caller,
9157                                            struct bpf_func_state *callee,
9158                                            int insn_idx)
9159 {
9160         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9161          *                        callback_ctx, u64 flags);
9162          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9163          */
9164         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9165         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9166         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9167
9168         /* unused */
9169         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9170         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9171         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9172
9173         callee->in_callback_fn = true;
9174         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9175         return 0;
9176 }
9177
9178 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9179                                          struct bpf_func_state *caller,
9180                                          struct bpf_func_state *callee,
9181                                          int insn_idx)
9182 {
9183         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9184          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9185          *
9186          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9187          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9188          * by this point, so look at 'root'
9189          */
9190         struct btf_field *field;
9191
9192         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9193                                       BPF_RB_ROOT);
9194         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9195                 return -EFAULT;
9196
9197         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9198         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9199         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9200         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9201
9202         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9203         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9204         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9205         callee->in_callback_fn = true;
9206         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9207         return 0;
9208 }
9209
9210 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9211
9212 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9213  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9214  * lock
9215  */
9216 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9217 {
9218         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9219         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9220         struct bpf_func_state *callee;
9221         int kfunc_btf_id;
9222
9223         if (!state->curframe)
9224                 return false;
9225
9226         callee = state->frame[state->curframe];
9227
9228         if (!callee->in_callback_fn)
9229                 return false;
9230
9231         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9232         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9233 }
9234
9235 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9236 {
9237         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9238         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9239         struct bpf_reg_state *r0;
9240         int err;
9241
9242         callee = state->frame[state->curframe];
9243         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9244         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9245                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9246                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9247                  * since these pointers are valid. Only current stack
9248                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9249                  * but let's be conservative
9250                  */
9251                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9252                 return -EINVAL;
9253         }
9254
9255         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9256         if (callee->in_callback_fn) {
9257                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9258                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9259
9260                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9261                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9262                         return -EACCES;
9263                 }
9264                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9265                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9266                         return -EINVAL;
9267                 }
9268         } else {
9269                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9270                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9271         }
9272
9273         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9274          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9275          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9276          * to copy it back.
9277          */
9278         if (!callee->in_callback_fn) {
9279                 /* Transfer references to the caller */
9280                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9281                 if (err)
9282                         return err;
9283         }
9284
9285         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9286         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9287                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9288                 print_verifier_state(env, callee, true);
9289                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9290                 print_verifier_state(env, caller, true);
9291         }
9292         /* clear everything in the callee */
9293         free_func_state(callee);
9294         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9295         return 0;
9296 }
9297
9298 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9299                                    int func_id,
9300                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9301 {
9302         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9303
9304         if (ret_type != RET_INTEGER)
9305                 return;
9306
9307         switch (func_id) {
9308         case BPF_FUNC_get_stack:
9309         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9310         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9311         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9312         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9313                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9314                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9315                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9316                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9317                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9318                 break;
9319         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9320                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9321                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9322                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9323                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9324                 ret_reg->umin_value = 0;
9325                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9326                 ret_reg->smin_value = 0;
9327                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9328                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9329                 break;
9330         }
9331 }
9332
9333 static int
9334 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9335                 int func_id, int insn_idx)
9336 {
9337         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9338         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9339
9340         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9341             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9342             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9343             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9344             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9345             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9346             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9347             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9348             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9349             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9350                 return 0;
9351
9352         if (map == NULL) {
9353                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9354                 return -EINVAL;
9355         }
9356
9357         /* In case of read-only, some additional restrictions
9358          * need to be applied in order to prevent altering the
9359          * state of the map from program side.
9360          */
9361         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9362             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9363              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9364              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9365              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9366                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9367                 return -EACCES;
9368         }
9369
9370         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9371                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9372                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9373         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9374                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9375                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9376         return 0;
9377 }
9378
9379 static int
9380 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9381                 int func_id, int insn_idx)
9382 {
9383         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9384         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9385         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9386         u64 val, max;
9387         int err;
9388
9389         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9390                 return 0;
9391         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9392                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9393                 return -EINVAL;
9394         }
9395
9396         reg = &regs[BPF_REG_3];
9397         val = reg->var_off.value;
9398         max = map->max_entries;
9399
9400         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9401                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9402                 return 0;
9403         }
9404
9405         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9406         if (err)
9407                 return err;
9408         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9409                 bpf_map_key_store(aux, val);
9410         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9411                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9412                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9413         return 0;
9414 }
9415
9416 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9417 {
9418         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9419         bool refs_lingering = false;
9420         int i;
9421
9422         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9423                 return 0;
9424
9425         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9426                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9427                         continue;
9428                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9429                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9430                 refs_lingering = true;
9431         }
9432         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9433 }
9434
9435 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9436                                    struct bpf_reg_state *regs)
9437 {
9438         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9439         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9440         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9441         struct bpf_bprintf_data data = {};
9442         int err, fmt_map_off, num_args;
9443         u64 fmt_addr;
9444         char *fmt;
9445
9446         /* data must be an array of u64 */
9447         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9448                 return -EINVAL;
9449         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9450
9451         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9452          * and map_direct_value_addr is set.
9453          */
9454         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9455         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9456                                                   fmt_map_off);
9457         if (err) {
9458                 verbose(env, "verifier bug\n");
9459                 return -EFAULT;
9460         }
9461         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9462
9463         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9464          * can focus on validating the format specifiers.
9465          */
9466         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9467         if (err < 0)
9468                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9469
9470         return err;
9471 }
9472
9473 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9474 {
9475         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9476         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9477
9478         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9479                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9480                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9481                                 func_id_name(func_id), func_id);
9482                         return -ENOTSUPP;
9483                 }
9484                 return 0;
9485         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9486                 return 0;
9487         }
9488
9489         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9490                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9491         return -ENOTSUPP;
9492 }
9493
9494 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9495 {
9496         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9497 }
9498
9499 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9500 {
9501         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9502         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9503         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9504
9505         if (reg_is_null)
9506                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9507
9508         return reg_is_null;
9509 }
9510
9511 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9512 {
9513         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9514
9515         if (!state->initialized) {
9516                 state->initialized = 1;
9517                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9518                 state->callback_subprogno = subprogno;
9519                 return;
9520         }
9521
9522         if (!state->fit_for_inline)
9523                 return;
9524
9525         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9526                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9527 }
9528
9529 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9530                              int *insn_idx_p)
9531 {
9532         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9533         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9534         enum bpf_return_type ret_type;
9535         enum bpf_type_flag ret_flag;
9536         struct bpf_reg_state *regs;
9537         struct bpf_call_arg_meta meta;
9538         int insn_idx = *insn_idx_p;
9539         bool changes_data;
9540         int i, err, func_id;
9541
9542         /* find function prototype */
9543         func_id = insn->imm;
9544         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9545                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9546                         func_id);
9547                 return -EINVAL;
9548         }
9549
9550         if (env->ops->get_func_proto)
9551                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9552         if (!fn) {
9553                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9554                         func_id);
9555                 return -EINVAL;
9556         }
9557
9558         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9559         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9560                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9561                 return -EINVAL;
9562         }
9563
9564         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9565                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9566                 return -EINVAL;
9567         }
9568
9569         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9570                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9571                 return -EINVAL;
9572         }
9573
9574         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9575         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9576         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9577                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9578                         func_id_name(func_id), func_id);
9579                 return -EINVAL;
9580         }
9581
9582         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9583         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9584
9585         err = check_func_proto(fn, func_id);
9586         if (err) {
9587                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9588                         func_id_name(func_id), func_id);
9589                 return err;
9590         }
9591
9592         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9593                 if (fn->might_sleep) {
9594                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9595                                 func_id_name(func_id), func_id);
9596                         return -EINVAL;
9597                 }
9598
9599                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9600                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9601         }
9602
9603         meta.func_id = func_id;
9604         /* check args */
9605         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9606                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9607                 if (err)
9608                         return err;
9609         }
9610
9611         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9612         if (err)
9613                 return err;
9614
9615         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9616         if (err)
9617                 return err;
9618
9619         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9620          * is inferred from register state.
9621          */
9622         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9623                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9624                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9625                 if (err)
9626                         return err;
9627         }
9628
9629         regs = cur_regs(env);
9630
9631         if (meta.release_regno) {
9632                 err = -EINVAL;
9633                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9634                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9635                  * is safe to do directly.
9636                  */
9637                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9638                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9639                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9640                                 return -EFAULT;
9641                         }
9642                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9643                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9644                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9645                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9646                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9647                          * released is NULL, which must be > R0.
9648                          */
9649                         err = 0;
9650                 }
9651                 if (err) {
9652                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9653                                 func_id_name(func_id), func_id);
9654                         return err;
9655                 }
9656         }
9657
9658         switch (func_id) {
9659         case BPF_FUNC_tail_call:
9660                 err = check_reference_leak(env);
9661                 if (err) {
9662                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9663                         return err;
9664                 }
9665                 break;
9666         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9667                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9668                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9669                  */
9670                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9671                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9672                         return -EINVAL;
9673                 }
9674                 break;
9675         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9676                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9677                                         set_map_elem_callback_state);
9678                 break;
9679         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9680                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9681                                         set_timer_callback_state);
9682                 break;
9683         case BPF_FUNC_find_vma:
9684                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9685                                         set_find_vma_callback_state);
9686                 break;
9687         case BPF_FUNC_snprintf:
9688                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9689                 break;
9690         case BPF_FUNC_loop:
9691                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9692                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9693                                         set_loop_callback_state);
9694                 break;
9695         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9696                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9697                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9698                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9699                         return -EACCES;
9700                 }
9701                 break;
9702         case BPF_FUNC_set_retval:
9703                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9704                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9705                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9706                                 /* Make sure programs that attach to void
9707                                  * hooks don't try to modify return value.
9708                                  */
9709                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9710                                 return -EINVAL;
9711                         }
9712                 }
9713                 break;
9714         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9715         {
9716                 struct bpf_reg_state *reg;
9717                 int id, ref_obj_id;
9718
9719                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9720                 if (!reg)
9721                         return -EFAULT;
9722
9723
9724                 if (meta.dynptr_id) {
9725                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9726                         return -EFAULT;
9727                 }
9728                 if (meta.ref_obj_id) {
9729                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9730                         return -EFAULT;
9731                 }
9732
9733                 id = dynptr_id(env, reg);
9734                 if (id < 0) {
9735                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9736                         return id;
9737                 }
9738
9739                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9740                 if (ref_obj_id < 0) {
9741                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9742                         return ref_obj_id;
9743                 }
9744
9745                 meta.dynptr_id = id;
9746                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9747
9748                 break;
9749         }
9750         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9751         {
9752                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9753                 struct bpf_reg_state *reg;
9754
9755                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9756                 if (!reg)
9757                         return -EFAULT;
9758
9759                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9760                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9761                         return -EFAULT;
9762
9763                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9764                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9765                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9766                          */
9767                         changes_data = true;
9768
9769                 break;
9770         }
9771         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9772                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9773                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9774                 break;
9775         }
9776
9777         if (err)
9778                 return err;
9779
9780         /* reset caller saved regs */
9781         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9782                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9783                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9784         }
9785
9786         /* helper call returns 64-bit value. */
9787         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9788
9789         /* update return register (already marked as written above) */
9790         ret_type = fn->ret_type;
9791         ret_flag = type_flag(ret_type);
9792
9793         switch (base_type(ret_type)) {
9794         case RET_INTEGER:
9795                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9796                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9797                 break;
9798         case RET_VOID:
9799                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9800                 break;
9801         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9802                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9803                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9804                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9805                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9806                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9807                  */
9808                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9809                         verbose(env,
9810                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9811                         return -EINVAL;
9812                 }
9813                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9814                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9815                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9816                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9817                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9818                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9819                 }
9820                 break;
9821         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9822                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9823                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9824                 break;
9825         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9826                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9827                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9828                 break;
9829         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9830                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9831                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9832                 break;
9833         case RET_PTR_TO_MEM:
9834                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9835                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9836                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9837                 break;
9838         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9839         {
9840                 const struct btf_type *t;
9841
9842                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9843                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9844                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9845                         u32 tsize;
9846                         const struct btf_type *ret;
9847                         const char *tname;
9848
9849                         /* resolve the type size of ksym. */
9850                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9851                         if (IS_ERR(ret)) {
9852                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9853                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9854                                         tname, PTR_ERR(ret));
9855                                 return -EINVAL;
9856                         }
9857                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9858                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9859                 } else {
9860                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9861                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9862                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9863                          * check_mem_access().
9864                          */
9865                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9866
9867                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9868                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9869                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9870                 }
9871                 break;
9872         }
9873         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9874         {
9875                 struct btf *ret_btf;
9876                 int ret_btf_id;
9877
9878                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9879                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9880                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9881                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9882                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9883                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9884                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9885                 } else {
9886                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9887                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9888                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9889                                         func_id_name(func_id));
9890                                 return -EINVAL;
9891                         }
9892                         ret_btf = btf_vmlinux;
9893                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9894                 }
9895                 if (ret_btf_id == 0) {
9896                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9897                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9898                                 func_id);
9899                         return -EINVAL;
9900                 }
9901                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9902                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9903                 break;
9904         }
9905         default:
9906                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9907                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9908                 return -EINVAL;
9909         }
9910
9911         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9912                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9913
9914         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9915                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9916                         func_id_name(func_id), func_id);
9917                 return -EFAULT;
9918         }
9919
9920         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9921                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9922
9923         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9924                 /* For release_reference() */
9925                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9926         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9927                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9928
9929                 if (id < 0)
9930                         return id;
9931                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9932                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9933                 /* For release_reference() */
9934                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9935         }
9936
9937         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9938
9939         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9940         if (err)
9941                 return err;
9942
9943         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9944              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9945             !env->prog->has_callchain_buf) {
9946                 const char *err_str;
9947
9948 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9949                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9950                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9951 #else
9952                 err = -ENOTSUPP;
9953                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9954 #endif
9955                 if (err) {
9956                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9957                         return err;
9958                 }
9959
9960                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9961         }
9962
9963         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9964                 env->prog->call_get_stack = true;
9965
9966         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9967                 if (check_get_func_ip(env))
9968                         return -ENOTSUPP;
9969                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9970         }
9971
9972         if (changes_data)
9973                 clear_all_pkt_pointers(env);
9974         return 0;
9975 }
9976
9977 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9978  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9979  */
9980 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9981                                    size_t reg_size)
9982 {
9983         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9984
9985         if (regno == BPF_REG_0) {
9986                 /* Function return value */
9987                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9988                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
9989                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
9990         } else {
9991                 /* Function argument */
9992                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
9993                         mark_insn_zext(env, reg);
9994                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
9995                 } else {
9996                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
9997                 }
9998         }
9999 }
10000
10001 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10002 {
10003         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10004 }
10005
10006 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10007 {
10008         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10009 }
10010
10011 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10012 {
10013         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10014 }
10015
10016 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10017 {
10018         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10019 }
10020
10021 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10022 {
10023         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10024 }
10025
10026 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10027 {
10028         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10029 }
10030
10031 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10032                                        const struct btf_param *arg,
10033                                        const char *suffix)
10034 {
10035         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10036         const char *param_name;
10037
10038         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10039         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10040         if (str_is_empty(param_name))
10041                 return false;
10042         len = strlen(param_name);
10043         if (len < suffix_len)
10044                 return false;
10045         param_name += len - suffix_len;
10046         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10047 }
10048
10049 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10050                                   const struct btf_param *arg,
10051                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10052 {
10053         const struct btf_type *t;
10054
10055         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10056         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10057                 return false;
10058
10059         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10060 }
10061
10062 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10063                                         const struct btf_param *arg,
10064                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10065 {
10066         const struct btf_type *t;
10067
10068         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10069         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10070                 return false;
10071
10072         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10073 }
10074
10075 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10076 {
10077         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10078 }
10079
10080 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10081 {
10082         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10083 }
10084
10085 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10086 {
10087         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10088 }
10089
10090 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10091 {
10092         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10093 }
10094
10095 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10096 {
10097         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10098 }
10099
10100 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10101 {
10102         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10103 }
10104
10105 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10106                                           const struct btf_param *arg,
10107                                           const char *name)
10108 {
10109         int len, target_len = strlen(name);
10110         const char *param_name;
10111
10112         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10113         if (str_is_empty(param_name))
10114                 return false;
10115         len = strlen(param_name);
10116         if (len != target_len)
10117                 return false;
10118         if (strcmp(param_name, name))
10119                 return false;
10120
10121         return true;
10122 }
10123
10124 enum {
10125         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10126         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10127         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10128         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10129         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10130 };
10131
10132 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10133 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10134 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10135 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10136 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10137 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10138
10139 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10140                                     const struct btf_param *arg, int type)
10141 {
10142         const struct btf_type *t;
10143         u32 res_id;
10144
10145         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10146         if (!t)
10147                 return false;
10148         if (!btf_type_is_ptr(t))
10149                 return false;
10150         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10151         if (!t)
10152                 return false;
10153         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10154 }
10155
10156 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10157 {
10158         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10159 }
10160
10161 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10162 {
10163         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10164 }
10165
10166 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10167 {
10168         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10169 }
10170
10171 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10172 {
10173         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10174 }
10175
10176 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10177 {
10178         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10179 }
10180
10181 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10182                                   const struct btf_param *arg)
10183 {
10184         const struct btf_type *t;
10185
10186         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10187         if (!t)
10188                 return false;
10189
10190         return true;
10191 }
10192
10193 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10194 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10195                                         const struct btf *btf,
10196                                         const struct btf_type *t, int rec)
10197 {
10198         const struct btf_type *member_type;
10199         const struct btf_member *member;
10200         u32 i;
10201
10202         if (!btf_type_is_struct(t))
10203                 return false;
10204
10205         for_each_member(i, t, member) {
10206                 const struct btf_array *array;
10207
10208                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10209                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10210                         if (rec >= 3) {
10211                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10212                                 return false;
10213                         }
10214                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10215                                 return false;
10216                         continue;
10217                 }
10218                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10219                         array = btf_array(member_type);
10220                         if (!array->nelems)
10221                                 return false;
10222                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10223                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10224                                 return false;
10225                         continue;
10226                 }
10227                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10228                         return false;
10229         }
10230         return true;
10231 }
10232
10233 enum kfunc_ptr_arg_type {
10234         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10235         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10236         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10237         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10238         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10239         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10240         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10241         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10242         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10243         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10244         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10245         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10246         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10247 };
10248
10249 enum special_kfunc_type {
10250         KF_bpf_obj_new_impl,
10251         KF_bpf_obj_drop_impl,
10252         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10253         KF_bpf_list_push_front_impl,
10254         KF_bpf_list_push_back_impl,
10255         KF_bpf_list_pop_front,
10256         KF_bpf_list_pop_back,
10257         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10258         KF_bpf_rdonly_cast,
10259         KF_bpf_rcu_read_lock,
10260         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10261         KF_bpf_rbtree_remove,
10262         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10263         KF_bpf_rbtree_first,
10264         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10265         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10266         KF_bpf_dynptr_slice,
10267         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10268         KF_bpf_dynptr_clone,
10269 };
10270
10271 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10272 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10273 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10274 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10275 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10276 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10277 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10278 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10279 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10280 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10281 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10282 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10283 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10284 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10285 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10286 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10287 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10288 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10289 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10290
10291 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10292 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10293 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10294 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10295 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10296 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10297 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10298 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10299 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10300 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10301 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10302 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10303 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10304 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10305 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10306 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10307 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10308 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10309 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10310 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10311
10312 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10313 {
10314         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10315             meta->arg_owning_ref) {
10316                 return false;
10317         }
10318
10319         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10320 }
10321
10322 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10323 {
10324         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10325 }
10326
10327 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10328 {
10329         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10330 }
10331
10332 static enum kfunc_ptr_arg_type
10333 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10334                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10335                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10336                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10337                        int argno, int nargs)
10338 {
10339         u32 regno = argno + 1;
10340         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10341         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10342         bool arg_mem_size = false;
10343
10344         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10345                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10346
10347         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10348          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10349          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10350          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10351          */
10352         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10353                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10354
10355         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10356                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10357
10358         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10359                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10360
10361         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10362                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10363
10364         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10365                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10366
10367         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10368                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10369
10370         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10371                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10372
10373         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10374                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10375
10376         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10377                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10378
10379         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10380                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10381                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10382                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10383                         return -EINVAL;
10384                 }
10385                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10386         }
10387
10388         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10389                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10390
10391
10392         if (argno + 1 < nargs &&
10393             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10394              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10395                 arg_mem_size = true;
10396
10397         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10398          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10399          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10400          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10401          */
10402         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10403             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10404                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10405                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10406                 return -EINVAL;
10407         }
10408         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10409 }
10410
10411 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10412                                         struct bpf_reg_state *reg,
10413                                         const struct btf_type *ref_t,
10414                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10415                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10416                                         int argno)
10417 {
10418         const struct btf_type *reg_ref_t;
10419         bool strict_type_match = false;
10420         const struct btf *reg_btf;
10421         const char *reg_ref_tname;
10422         u32 reg_ref_id;
10423
10424         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10425                 reg_btf = reg->btf;
10426                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10427         } else {
10428                 reg_btf = btf_vmlinux;
10429                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10430         }
10431
10432         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10433          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10434          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10435          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10436          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10437          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10438          *
10439          * For example, say we had a type like the following:
10440          *
10441          * struct bpf_cpumask {
10442          *      cpumask_t cpumask;
10443          *      refcount_t usage;
10444          * };
10445          *
10446          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10447          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10448          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10449          *
10450          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10451          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10452          * only difference here is that we're simply allowing
10453          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10454          * resolve types.
10455          */
10456         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10457             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10458             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10459                 strict_type_match = true;
10460
10461         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10462
10463         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10464         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10465         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10466                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10467                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10468                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10469                 return -EINVAL;
10470         }
10471         return 0;
10472 }
10473
10474 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10475 {
10476         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10477         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
10478
10479         if (!state->active_lock.ptr) {
10480                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10481                 return -EFAULT;
10482         }
10483
10484         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10485                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10486                 return -EFAULT;
10487         }
10488
10489         reg->type |= NON_OWN_REF;
10490         if (rec->refcount_off >= 0)
10491                 reg->type |= MEM_RCU;
10492
10493         return 0;
10494 }
10495
10496 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10497 {
10498         struct bpf_func_state *state, *unused;
10499         struct bpf_reg_state *reg;
10500         int i;
10501
10502         state = cur_func(env);
10503
10504         if (!ref_obj_id) {
10505                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10506                              "owning -> non-owning conversion\n");
10507                 return -EFAULT;
10508         }
10509
10510         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10511                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10512                         continue;
10513
10514                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10515                  * the whole reg
10516                  */
10517                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10518                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10519                                 reg->ref_obj_id = 0;
10520                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10521                         }
10522                 }));
10523                 return 0;
10524         }
10525
10526         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10527         return -EFAULT;
10528 }
10529
10530 /* Implementation details:
10531  *
10532  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10533  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10534  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10535  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10536  * memory region.
10537  *
10538  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10539  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10540  *
10541  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10542  * bpf_spin_lock is called.
10543  *
10544  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10545  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10546  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10547  *
10548  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10549  * supported register types.
10550  *
10551  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10552  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10553  *
10554  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10555  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10556  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10557  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10558  *
10559  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10560  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10561  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10562  *
10563  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10564  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10565  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10566  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10567  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10568  * active_lock.id.
10569  *
10570  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10571  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10572  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10573  */
10574 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10575 {
10576         void *ptr;
10577         u32 id;
10578
10579         switch ((int)reg->type) {
10580         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10581                 ptr = reg->map_ptr;
10582                 break;
10583         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10584                 ptr = reg->btf;
10585                 break;
10586         default:
10587                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10588                 return -EFAULT;
10589         }
10590         id = reg->id;
10591
10592         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10593                 return -EINVAL;
10594         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10595             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10596                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10597                 return -EINVAL;
10598         }
10599         return 0;
10600 }
10601
10602 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10603 {
10604         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10605                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10606                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10607                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10608 }
10609
10610 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10611 {
10612         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10613                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10614                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10615 }
10616
10617 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10618 {
10619         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10620                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10621 }
10622
10623 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10624 {
10625         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10626 }
10627
10628 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10629 {
10630         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10631 }
10632
10633 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10634                                           enum btf_field_type head_field_type,
10635                                           u32 kfunc_btf_id)
10636 {
10637         bool ret;
10638
10639         switch (head_field_type) {
10640         case BPF_LIST_HEAD:
10641                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10642                 break;
10643         case BPF_RB_ROOT:
10644                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10645                 break;
10646         default:
10647                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10648                         btf_field_type_name(head_field_type));
10649                 return false;
10650         }
10651
10652         if (!ret)
10653                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10654                         btf_field_type_name(head_field_type));
10655         return ret;
10656 }
10657
10658 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10659                                           enum btf_field_type node_field_type,
10660                                           u32 kfunc_btf_id)
10661 {
10662         bool ret;
10663
10664         switch (node_field_type) {
10665         case BPF_LIST_NODE:
10666                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10667                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10668                 break;
10669         case BPF_RB_NODE:
10670                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10671                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10672                 break;
10673         default:
10674                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10675                         btf_field_type_name(node_field_type));
10676                 return false;
10677         }
10678
10679         if (!ret)
10680                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10681                         btf_field_type_name(node_field_type));
10682         return ret;
10683 }
10684
10685 static int
10686 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10687                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10688                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10689                                    enum btf_field_type head_field_type,
10690                                    struct btf_field **head_field)
10691 {
10692         const char *head_type_name;
10693         struct btf_field *field;
10694         struct btf_record *rec;
10695         u32 head_off;
10696
10697         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10698                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10699                 return -EFAULT;
10700         }
10701
10702         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10703                 return -EFAULT;
10704
10705         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10706         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10707                 verbose(env,
10708                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10709                         regno, head_type_name);
10710                 return -EINVAL;
10711         }
10712
10713         rec = reg_btf_record(reg);
10714         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10715         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10716         if (!field) {
10717                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10718                 return -EINVAL;
10719         }
10720
10721         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10722         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10723                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10724                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10725                 return -EINVAL;
10726         }
10727
10728         if (*head_field) {
10729                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10730                 return -EFAULT;
10731         }
10732         *head_field = field;
10733         return 0;
10734 }
10735
10736 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10737                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10738                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10739 {
10740         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10741                                                           &meta->arg_list_head.field);
10742 }
10743
10744 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10745                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10746                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10747 {
10748         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10749                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10750 }
10751
10752 static int
10753 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10754                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10755                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10756                                    enum btf_field_type head_field_type,
10757                                    enum btf_field_type node_field_type,
10758                                    struct btf_field **node_field)
10759 {
10760         const char *node_type_name;
10761         const struct btf_type *et, *t;
10762         struct btf_field *field;
10763         u32 node_off;
10764
10765         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10766                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10767                 return -EFAULT;
10768         }
10769
10770         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10771                 return -EFAULT;
10772
10773         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10774         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10775                 verbose(env,
10776                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10777                         regno, node_type_name);
10778                 return -EINVAL;
10779         }
10780
10781         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10782         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10783         if (!field || field->offset != node_off) {
10784                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10785                 return -EINVAL;
10786         }
10787
10788         field = *node_field;
10789
10790         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10791         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10792         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10793                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10794                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10795                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10796                         btf_field_type_name(head_field_type),
10797                         btf_field_type_name(node_field_type),
10798                         field->graph_root.node_offset,
10799                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off),
10800                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10801                 return -EINVAL;
10802         }
10803         meta->arg_btf = reg->btf;
10804         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10805
10806         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10807                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10808                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10809                         field->graph_root.node_offset,
10810                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10811                 return -EINVAL;
10812         }
10813
10814         return 0;
10815 }
10816
10817 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10818                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10819                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10820 {
10821         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10822                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10823                                                   &meta->arg_list_head.field);
10824 }
10825
10826 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10827                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10828                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10829 {
10830         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10831                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10832                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10833 }
10834
10835 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10836                             int insn_idx)
10837 {
10838         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10839         const struct btf *btf = meta->btf;
10840         const struct btf_param *args;
10841         struct btf_record *rec;
10842         u32 i, nargs;
10843         int ret;
10844
10845         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10846         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10847         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10848                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10849                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10850                 return -EINVAL;
10851         }
10852
10853         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10854          * verifier sees.
10855          */
10856         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10857                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10858                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10859                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10860                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10861                 bool is_ret_buf_sz = false;
10862                 int kf_arg_type;
10863
10864                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10865
10866                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10867                         continue;
10868
10869                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10870                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10871                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10872                                 return -EINVAL;
10873                         }
10874
10875                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10876                                 if (meta->arg_constant.found) {
10877                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10878                                         return -EFAULT;
10879                                 }
10880                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10881                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10882                                         return -EINVAL;
10883                                 }
10884                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10885                                 if (ret < 0)
10886                                         return ret;
10887                                 meta->arg_constant.found = true;
10888                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10889                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10890                                 meta->r0_rdonly = true;
10891                                 is_ret_buf_sz = true;
10892                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10893                                 is_ret_buf_sz = true;
10894                         }
10895
10896                         if (is_ret_buf_sz) {
10897                                 if (meta->r0_size) {
10898                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10899                                         return -EINVAL;
10900                                 }
10901
10902                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10903                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10904                                         return -EINVAL;
10905                                 }
10906
10907                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10908                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10909                                 if (ret)
10910                                         return ret;
10911                         }
10912                         continue;
10913                 }
10914
10915                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10916                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10917                         return -EINVAL;
10918                 }
10919
10920                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10921                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10922                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10923                         return -EACCES;
10924                 }
10925
10926                 if (reg->ref_obj_id) {
10927                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10928                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10929                                         regno, reg->ref_obj_id,
10930                                         meta->ref_obj_id);
10931                                 return -EFAULT;
10932                         }
10933                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10934                         if (is_kfunc_release(meta))
10935                                 meta->release_regno = regno;
10936                 }
10937
10938                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10939                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10940
10941                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10942                 if (kf_arg_type < 0)
10943                         return kf_arg_type;
10944
10945                 switch (kf_arg_type) {
10946                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10947                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10948                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10949                                 break;
10950
10951                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10952                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10953                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10954                                         return -EINVAL;
10955                                 }
10956                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10957                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10958                                         return -EINVAL;
10959                                 }
10960                         }
10961
10962                         fallthrough;
10963                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10964                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10965                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10966                         break;
10967                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10968                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10969                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10970                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10971                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10972                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10973                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10974                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10975                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10976                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10977                         /* Trusted by default */
10978                         break;
10979                 default:
10980                         WARN_ON_ONCE(1);
10981                         return -EFAULT;
10982                 }
10983
10984                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10985                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10986                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10987                 if (ret < 0)
10988                         return ret;
10989
10990                 switch (kf_arg_type) {
10991                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10992                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
10993                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
10994                                 return -EINVAL;
10995                         }
10996
10997                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
10998                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
10999                                 if (ret < 0)
11000                                         return -EINVAL;
11001                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11002                         }
11003                         break;
11004                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11005                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11006                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11007                                 return -EINVAL;
11008                         }
11009                         if (!reg->ref_obj_id) {
11010                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11011                                 return -EINVAL;
11012                         }
11013                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11014                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11015                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11016                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11017                         }
11018                         break;
11019                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11020                 {
11021                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11022                         int clone_ref_obj_id = 0;
11023
11024                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11025                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11026                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11027                                 return -EINVAL;
11028                         }
11029
11030                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11031                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11032
11033                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11034                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11035
11036                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11037                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11038                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11039                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11040                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11041                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11042                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11043
11044                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11045                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11046                                         return -EFAULT;
11047                                 }
11048
11049                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11050                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11051                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11052                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11053                                         return -EFAULT;
11054                                 }
11055                         }
11056
11057                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11058                         if (ret < 0)
11059                                 return ret;
11060
11061                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11062                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11063
11064                                 if (id < 0) {
11065                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11066                                         return id;
11067                                 }
11068                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11069                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11070                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11071                         }
11072
11073                         break;
11074                 }
11075                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11076                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11077                         if (ret < 0)
11078                                 return ret;
11079                         break;
11080                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11081                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11082                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11083                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11084                                 return -EINVAL;
11085                         }
11086                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11087                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11088                                 return -EINVAL;
11089                         }
11090                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11091                         if (ret < 0)
11092                                 return ret;
11093                         break;
11094                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11095                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11096                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11097                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11098                                 return -EINVAL;
11099                         }
11100                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11101                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11102                                 return -EINVAL;
11103                         }
11104                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11105                         if (ret < 0)
11106                                 return ret;
11107                         break;
11108                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11109                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11110                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11111                                 return -EINVAL;
11112                         }
11113                         if (!reg->ref_obj_id) {
11114                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11115                                 return -EINVAL;
11116                         }
11117                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11118                         if (ret < 0)
11119                                 return ret;
11120                         break;
11121                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11122                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11123                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11124                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11125                                         return -EINVAL;
11126                                 }
11127                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11128                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11129                                         return -EINVAL;
11130                                 }
11131                         } else {
11132                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11133                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11134                                         return -EINVAL;
11135                                 }
11136                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11137                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11138                                         return -EINVAL;
11139                                 }
11140                         }
11141
11142                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11143                         if (ret < 0)
11144                                 return ret;
11145                         break;
11146                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11147                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11148                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11149                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11150                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11151                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11152                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11153                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11154                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11155                                 return -EINVAL;
11156                         }
11157                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11158                         if (ret < 0)
11159                                 return ret;
11160                         break;
11161                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11162                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11163                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11164                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11165                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11166                                 return -EINVAL;
11167                         }
11168                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11169                         if (ret < 0)
11170                                 return ret;
11171                         break;
11172                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11173                 {
11174                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11175                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11176                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11177                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11178
11179                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11180                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11181                                 if (ret < 0) {
11182                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11183                                         return ret;
11184                                 }
11185                         }
11186
11187                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11188                                 if (meta->arg_constant.found) {
11189                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11190                                         return -EFAULT;
11191                                 }
11192                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11193                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11194                                         return -EINVAL;
11195                                 }
11196                                 meta->arg_constant.found = true;
11197                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11198                         }
11199
11200                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11201                         i++;
11202                         break;
11203                 }
11204                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11205                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11206                         break;
11207                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11208                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11209                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11210                                 return -EINVAL;
11211                         }
11212                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11213                                 meta->arg_owning_ref = true;
11214
11215                         rec = reg_btf_record(reg);
11216                         if (!rec) {
11217                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11218                                 return -EFAULT;
11219                         }
11220
11221                         if (rec->refcount_off < 0) {
11222                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11223                                 return -EINVAL;
11224                         }
11225
11226                         meta->arg_btf = reg->btf;
11227                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11228                         break;
11229                 }
11230         }
11231
11232         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11233                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11234                         func_name);
11235                 return -EINVAL;
11236         }
11237
11238         return 0;
11239 }
11240
11241 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11242                             struct bpf_insn *insn,
11243                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11244                             const char **kfunc_name)
11245 {
11246         const struct btf_type *func, *func_proto;
11247         u32 func_id, *kfunc_flags;
11248         const char *func_name;
11249         struct btf *desc_btf;
11250
11251         if (kfunc_name)
11252                 *kfunc_name = NULL;
11253
11254         if (!insn->imm)
11255                 return -EINVAL;
11256
11257         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11258         if (IS_ERR(desc_btf))
11259                 return PTR_ERR(desc_btf);
11260
11261         func_id = insn->imm;
11262         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11263         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11264         if (kfunc_name)
11265                 *kfunc_name = func_name;
11266         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11267
11268         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11269         if (!kfunc_flags) {
11270                 return -EACCES;
11271         }
11272
11273         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11274         meta->btf = desc_btf;
11275         meta->func_id = func_id;
11276         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11277         meta->func_proto = func_proto;
11278         meta->func_name = func_name;
11279
11280         return 0;
11281 }
11282
11283 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11284                             int *insn_idx_p)
11285 {
11286         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11287         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11288         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11289         const char *func_name, *ptr_type_name;
11290         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11291         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11292         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11293         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11294         const struct btf_param *args;
11295         const struct btf_type *ret_t;
11296         struct btf *desc_btf;
11297
11298         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11299         if (!insn->imm)
11300                 return 0;
11301
11302         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11303         if (err == -EACCES && func_name)
11304                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11305         if (err)
11306                 return err;
11307         desc_btf = meta.btf;
11308         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11309
11310         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11311
11312         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11313                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11314                 return -EACCES;
11315         }
11316
11317         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11318         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11319                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11320                 return -EACCES;
11321         }
11322
11323         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11324         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11325
11326         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11327                 struct bpf_func_state *state;
11328                 struct bpf_reg_state *reg;
11329
11330                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
11331                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
11332                         return -EACCES;
11333                 }
11334
11335                 if (rcu_lock) {
11336                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11337                         return -EINVAL;
11338                 } else if (rcu_unlock) {
11339                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11340                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11341                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11342                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11343                                 }
11344                         }));
11345                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11346                 } else if (sleepable) {
11347                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11348                         return -EACCES;
11349                 }
11350         } else if (rcu_lock) {
11351                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11352         } else if (rcu_unlock) {
11353                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11354                 return -EINVAL;
11355         }
11356
11357         /* Check the arguments */
11358         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11359         if (err < 0)
11360                 return err;
11361         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11362          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11363          */
11364         if (meta.release_regno) {
11365                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11366                 if (err) {
11367                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11368                                 func_name, meta.func_id);
11369                         return err;
11370                 }
11371         }
11372
11373         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11374             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11375             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11376                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11377                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11378                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11379                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11380                 if (err) {
11381                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11382                                 func_name, meta.func_id);
11383                         return err;
11384                 }
11385
11386                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11387                 if (err) {
11388                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11389                                 func_name, meta.func_id);
11390                         return err;
11391                 }
11392         }
11393
11394         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11395                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11396                                         set_rbtree_add_callback_state);
11397                 if (err) {
11398                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11399                                 func_name, meta.func_id);
11400                         return err;
11401                 }
11402         }
11403
11404         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11405                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11406
11407         /* Check return type */
11408         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11409
11410         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11411                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11412                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11413                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11414                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11415                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11416                         return -EINVAL;
11417                 }
11418         }
11419
11420         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11421                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11422                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11423         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11424                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11425
11426                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11427                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11428                                 struct btf *ret_btf;
11429                                 u32 ret_btf_id;
11430
11431                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11432                                         return -ENOMEM;
11433
11434                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11435                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11436                                         return -EINVAL;
11437                                 }
11438
11439                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11440                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11441
11442                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11443                                 if (!ret_btf) {
11444                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11445                                         return -EINVAL;
11446                                 }
11447
11448                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11449                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11450                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11451                                         return -EINVAL;
11452                                 }
11453
11454                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11455                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11456                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11457                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11458
11459                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11460                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11461                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11462                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11463                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11464                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11465                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11466                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11467
11468                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11469                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11470                                                              meta.arg_btf_id);
11471                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11472                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11473                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11474
11475                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11476                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11477                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11478                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11479
11480                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11481                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11482                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11483                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11484                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11485                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11486                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11487                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11488                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11489                                         verbose(env,
11490                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11491                                         return -EINVAL;
11492                                 }
11493
11494                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11495                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11496                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11497                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11498                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11499                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11500                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11501
11502                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11503
11504                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11505                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11506                                         return -EFAULT;
11507                                 }
11508
11509                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11510
11511                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11512                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11513
11514                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11515                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11516                                 } else {
11517                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11518                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11519                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11520                                                 return -EINVAL;
11521                                         }
11522                                 }
11523
11524                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11525                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11526                                         return -EFAULT;
11527                                 }
11528                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11529
11530                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11531                                  * because packet slices are not refcounted (see
11532                                  * dynptr_type_refcounted)
11533                                  */
11534                         } else {
11535                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11536                                         meta.func_name);
11537                                 return -EFAULT;
11538                         }
11539                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11540                         if (!meta.r0_size) {
11541                                 __u32 sz;
11542
11543                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11544                                         meta.r0_size = sz;
11545                                         meta.r0_rdonly = true;
11546                                 }
11547                         }
11548                         if (!meta.r0_size) {
11549                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11550                                                                    ptr_type->name_off);
11551                                 verbose(env,
11552                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11553                                         func_name,
11554                                         btf_type_str(ptr_type),
11555                                         ptr_type_name);
11556                                 return -EINVAL;
11557                         }
11558
11559                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11560                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11561                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11562
11563                         if (meta.r0_rdonly)
11564                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11565
11566                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11567                         if (meta.ref_obj_id)
11568                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11569                 } else {
11570                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11571                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11572                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11573                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11574                 }
11575
11576                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11577                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11578                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11579                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11580                 }
11581                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11582                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11583                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11584
11585                         if (id < 0)
11586                                 return id;
11587                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11588                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11589                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11590                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11591                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11592                 }
11593
11594                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11595                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11596         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11597                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11598                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11599                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11600                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11601                                                              meta.arg_btf_id);
11602                         }
11603                 }
11604         }
11605
11606         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11607         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11608         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11609                 u32 regno = i + 1;
11610
11611                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11612                 if (btf_type_is_ptr(t))
11613                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11614                 else
11615                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11616                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11617         }
11618
11619         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11620                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11621                 if (err)
11622                         return err;
11623         }
11624
11625         return 0;
11626 }
11627
11628 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11629 {
11630         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11631         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11632
11633         if (b < 0)
11634                 return res > a;
11635         return res < a;
11636 }
11637
11638 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11639 {
11640         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11641         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11642
11643         if (b < 0)
11644                 return res > a;
11645         return res < a;
11646 }
11647
11648 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11649 {
11650         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11651         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11652
11653         if (b < 0)
11654                 return res < a;
11655         return res > a;
11656 }
11657
11658 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11659 {
11660         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11661         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11662
11663         if (b < 0)
11664                 return res < a;
11665         return res > a;
11666 }
11667
11668 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11669                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11670                                   enum bpf_reg_type type)
11671 {
11672         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11673         s64 val = reg->var_off.value;
11674         s64 smin = reg->smin_value;
11675
11676         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11677                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11678                         reg_type_str(env, type), val);
11679                 return false;
11680         }
11681
11682         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11683                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11684                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11685                 return false;
11686         }
11687
11688         if (smin == S64_MIN) {
11689                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11690                         reg_type_str(env, type));
11691                 return false;
11692         }
11693
11694         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11695                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11696                         smin, reg_type_str(env, type));
11697                 return false;
11698         }
11699
11700         return true;
11701 }
11702
11703 enum {
11704         REASON_BOUNDS   = -1,
11705         REASON_TYPE     = -2,
11706         REASON_PATHS    = -3,
11707         REASON_LIMIT    = -4,
11708         REASON_STACK    = -5,
11709 };
11710
11711 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11712                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11713 {
11714         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11715
11716         switch (ptr_reg->type) {
11717         case PTR_TO_STACK:
11718                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11719                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11720                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11721                  * currently prohibited for unprivileged.
11722                  */
11723                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11724                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11725                 break;
11726         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11727                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11728                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11729                              ptr_reg->smin_value :
11730                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11731                 break;
11732         default:
11733                 return REASON_TYPE;
11734         }
11735
11736         if (ptr_limit >= max)
11737                 return REASON_LIMIT;
11738         *alu_limit = ptr_limit;
11739         return 0;
11740 }
11741
11742 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11743                                     const struct bpf_insn *insn)
11744 {
11745         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11746 }
11747
11748 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11749                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11750 {
11751         /* If we arrived here from different branches with different
11752          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11753          */
11754         if (aux->alu_state &&
11755             (aux->alu_state != alu_state ||
11756              aux->alu_limit != alu_limit))
11757                 return REASON_PATHS;
11758
11759         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11760         aux->alu_state = alu_state;
11761         aux->alu_limit = alu_limit;
11762         return 0;
11763 }
11764
11765 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11766                             struct bpf_insn *insn)
11767 {
11768         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11769
11770         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11771                 return 0;
11772
11773         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11774 }
11775
11776 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11777 {
11778         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11779 }
11780
11781 struct bpf_sanitize_info {
11782         struct bpf_insn_aux_data aux;
11783         bool mask_to_left;
11784 };
11785
11786 static struct bpf_verifier_state *
11787 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11788                           const struct bpf_insn *insn,
11789                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11790 {
11791         struct bpf_verifier_state *branch;
11792         struct bpf_reg_state *regs;
11793
11794         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11795         if (branch && insn) {
11796                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11797                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11798                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11799                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11800                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11801                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11802                 }
11803         }
11804         return branch;
11805 }
11806
11807 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11808                             struct bpf_insn *insn,
11809                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11810                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11811                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11812                             struct bpf_sanitize_info *info,
11813                             const bool commit_window)
11814 {
11815         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11816         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11817         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11818         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11819         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11820         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11821         u32 alu_state, alu_limit;
11822         struct bpf_reg_state tmp;
11823         bool ret;
11824         int err;
11825
11826         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11827                 return 0;
11828
11829         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11830          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11831          * to explore bad access from here.
11832          */
11833         if (vstate->speculative)
11834                 goto do_sim;
11835
11836         if (!commit_window) {
11837                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11838                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11839                         return REASON_BOUNDS;
11840
11841                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11842                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11843         }
11844
11845         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11846         if (err < 0)
11847                 return err;
11848
11849         if (commit_window) {
11850                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11851                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11852                  */
11853                 alu_state = info->aux.alu_state;
11854                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11855         } else {
11856                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11857                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11858                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11859                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11860
11861                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11862                  * potential masking differences from other program paths.
11863                  */
11864                 if (!off_is_imm)
11865                         env->explore_alu_limits = true;
11866         }
11867
11868         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11869         if (err < 0)
11870                 return err;
11871 do_sim:
11872         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11873          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11874          * stack.
11875          *
11876          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11877          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11878          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11879          */
11880         if (commit_window || off_is_imm)
11881                 return 0;
11882
11883         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11884          * speculative execution from truncation as a result of
11885          * masking when off was not within expected range. If off
11886          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11887          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11888          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11889          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11890          * bad access.
11891          */
11892         if (!ptr_is_dst_reg) {
11893                 tmp = *dst_reg;
11894                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11895         }
11896         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11897                                         env->insn_idx);
11898         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11899                 *dst_reg = tmp;
11900         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11901 }
11902
11903 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11904 {
11905         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11906
11907         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11908          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11909          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11910          * rewrite/sanitize them.
11911          */
11912         if (!vstate->speculative)
11913                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11914 }
11915
11916 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11917                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11918                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11919                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11920 {
11921         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11922         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11923         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11924
11925         switch (reason) {
11926         case REASON_BOUNDS:
11927                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11928                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11929                 break;
11930         case REASON_TYPE:
11931                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11932                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11933                 break;
11934         case REASON_PATHS:
11935                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11936                         dst, op, err);
11937                 break;
11938         case REASON_LIMIT:
11939                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11940                         dst, op, err);
11941                 break;
11942         case REASON_STACK:
11943                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11944                         dst, err);
11945                 break;
11946         default:
11947                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11948                         reason);
11949                 break;
11950         }
11951
11952         return -EACCES;
11953 }
11954
11955 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11956  * have a variable offset.
11957  *
11958  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11959  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11960  * retrieve_ptr_limit().
11961  *
11962  *
11963  * 'off' includes 'reg->off'.
11964  */
11965 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11966                                 struct bpf_verifier_env *env,
11967                                 int regno,
11968                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11969                                 int off)
11970 {
11971         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11972                 char tn_buf[48];
11973
11974                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11975                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11976                         regno, tn_buf, off);
11977                 return -EACCES;
11978         }
11979
11980         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11981                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11982                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11983                 return -EACCES;
11984         }
11985
11986         return 0;
11987 }
11988
11989 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
11990                                  const struct bpf_insn *insn,
11991                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11992 {
11993         u32 dst = insn->dst_reg;
11994
11995         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
11996          * in order to be able to sanitize access later on.
11997          */
11998         if (env->bypass_spec_v1)
11999                 return 0;
12000
12001         switch (dst_reg->type) {
12002         case PTR_TO_STACK:
12003                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12004                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12005                         return -EACCES;
12006                 break;
12007         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12008                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12009                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12010                                 "prohibited for !root\n", dst);
12011                         return -EACCES;
12012                 }
12013                 break;
12014         default:
12015                 break;
12016         }
12017
12018         return 0;
12019 }
12020
12021 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12022  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12023  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12024  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12025  */
12026 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12027                                    struct bpf_insn *insn,
12028                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12029                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12030 {
12031         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12032         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12033         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12034         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12035         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12036             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12037         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12038             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12039         struct bpf_sanitize_info info = {};
12040         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12041         u32 dst = insn->dst_reg;
12042         int ret;
12043
12044         dst_reg = &regs[dst];
12045
12046         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12047             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12048                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12049                  * e.g. dead branches.
12050                  */
12051                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12052                 return 0;
12053         }
12054
12055         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12056                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12057                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12058                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12059                         return 0;
12060                 }
12061
12062                 verbose(env,
12063                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12064                         dst);
12065                 return -EACCES;
12066         }
12067
12068         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12069                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12070                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12071                 return -EACCES;
12072         }
12073
12074         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12075         case CONST_PTR_TO_MAP:
12076                 /* smin_val represents the known value */
12077                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12078                         break;
12079                 fallthrough;
12080         case PTR_TO_PACKET_END:
12081         case PTR_TO_SOCKET:
12082         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12083         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12084         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12085                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12086                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12087                 return -EACCES;
12088         default:
12089                 break;
12090         }
12091
12092         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12093          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12094          */
12095         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12096         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12097
12098         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12099             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12100                 return -EINVAL;
12101
12102         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12103         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12104
12105         if (sanitize_needed(opcode)) {
12106                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12107                                        &info, false);
12108                 if (ret < 0)
12109                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12110         }
12111
12112         switch (opcode) {
12113         case BPF_ADD:
12114                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12115                  * the s32 'off' field
12116                  */
12117                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12118                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12119                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12120                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12121                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12122                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12123                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12124                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12125                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12126                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12127                         break;
12128                 }
12129                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12130                  * == 0, since it's a scalar.
12131                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12132                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12133                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12134                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12135                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12136                  * from ptr_reg.
12137                  */
12138                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12139                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12140                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12141                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12142                 } else {
12143                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12144                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12145                 }
12146                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12147                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12148                         dst_reg->umin_value = 0;
12149                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12150                 } else {
12151                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12152                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12153                 }
12154                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12155                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12156                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12157                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12158                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12159                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12160                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12161                 }
12162                 break;
12163         case BPF_SUB:
12164                 if (dst_reg == off_reg) {
12165                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12166                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12167                                 dst);
12168                         return -EACCES;
12169                 }
12170                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12171                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12172                  * be able to deal with it.
12173                  */
12174                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12175                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12176                                 dst);
12177                         return -EACCES;
12178                 }
12179                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12180                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12181                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12182                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12183                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12184                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12185                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12186                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12187                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12188                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12189                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12190                         break;
12191                 }
12192                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12193                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12194                  */
12195                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12196                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12197                         /* Overflow possible, we know nothing */
12198                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12199                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12200                 } else {
12201                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12202                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12203                 }
12204                 if (umin_ptr < umax_val) {
12205                         /* Overflow possible, we know nothing */
12206                         dst_reg->umin_value = 0;
12207                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12208                 } else {
12209                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12210                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12211                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12212                 }
12213                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12214                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12215                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12216                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12217                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12218                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12219                         if (smin_val < 0)
12220                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12221                 }
12222                 break;
12223         case BPF_AND:
12224         case BPF_OR:
12225         case BPF_XOR:
12226                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12227                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12228                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12229                 return -EACCES;
12230         default:
12231                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12232                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12233                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12234                 return -EACCES;
12235         }
12236
12237         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12238                 return -EINVAL;
12239         reg_bounds_sync(dst_reg);
12240         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12241                 return -EACCES;
12242         if (sanitize_needed(opcode)) {
12243                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12244                                        &info, true);
12245                 if (ret < 0)
12246                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12247         }
12248
12249         return 0;
12250 }
12251
12252 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12253                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12254 {
12255         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12256         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12257         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12258         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12259
12260         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12261             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12262                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12263                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12264         } else {
12265                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12266                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12267         }
12268         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12269             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12270                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12271                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12272         } else {
12273                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12274                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12275         }
12276 }
12277
12278 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12279                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12280 {
12281         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12282         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12283         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12284         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12285
12286         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12287             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12288                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12289                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12290         } else {
12291                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12292                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12293         }
12294         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12295             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12296                 dst_reg->umin_value = 0;
12297                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12298         } else {
12299                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12300                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12301         }
12302 }
12303
12304 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12305                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12306 {
12307         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12308         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12309         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12310         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12311
12312         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12313             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12314                 /* Overflow possible, we know nothing */
12315                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12316                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12317         } else {
12318                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12319                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12320         }
12321         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12322                 /* Overflow possible, we know nothing */
12323                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12324                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12325         } else {
12326                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12327                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12328                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12329         }
12330 }
12331
12332 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12333                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12334 {
12335         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12336         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12337         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12338         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12339
12340         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12341             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12342                 /* Overflow possible, we know nothing */
12343                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12344                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12345         } else {
12346                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12347                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12348         }
12349         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12350                 /* Overflow possible, we know nothing */
12351                 dst_reg->umin_value = 0;
12352                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12353         } else {
12354                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12355                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12356                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12357         }
12358 }
12359
12360 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12361                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12362 {
12363         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12364         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12365         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12366
12367         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12368                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12369                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12370                 return;
12371         }
12372         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12373          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12374          */
12375         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12376                 /* Potential overflow, we know nothing */
12377                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12378                 return;
12379         }
12380         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12381         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12382         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12383                 /* Overflow possible, we know nothing */
12384                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12385                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12386         } else {
12387                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12388                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12389         }
12390 }
12391
12392 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12393                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12394 {
12395         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12396         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12397         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12398
12399         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12400                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12401                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12402                 return;
12403         }
12404         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12405          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12406          */
12407         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12408                 /* Potential overflow, we know nothing */
12409                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12410                 return;
12411         }
12412         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12413         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12414         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12415                 /* Overflow possible, we know nothing */
12416                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12417                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12418         } else {
12419                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12420                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12421         }
12422 }
12423
12424 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12425                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12426 {
12427         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12428         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12429         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12430         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12431         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12432
12433         if (src_known && dst_known) {
12434                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12435                 return;
12436         }
12437
12438         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12439          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12440          */
12441         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12442         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12443         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12444                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12445                  * ain't nobody got time for that.
12446                  */
12447                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12448                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12449         } else {
12450                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12451                  * cast result into s64.
12452                  */
12453                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12454                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12455         }
12456 }
12457
12458 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12459                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12460 {
12461         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12462         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12463         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12464         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12465
12466         if (src_known && dst_known) {
12467                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12468                 return;
12469         }
12470
12471         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12472          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12473          */
12474         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12475         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12476         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12477                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12478                  * ain't nobody got time for that.
12479                  */
12480                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12481                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12482         } else {
12483                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12484                  * cast result into s64.
12485                  */
12486                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12487                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12488         }
12489         /* We may learn something more from the var_off */
12490         __update_reg_bounds(dst_reg);
12491 }
12492
12493 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12494                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12495 {
12496         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12497         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12498         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12499         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12500         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12501
12502         if (src_known && dst_known) {
12503                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12504                 return;
12505         }
12506
12507         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12508          * maximum of the operands' minima
12509          */
12510         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12511         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12512         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12513                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12514                  * ain't nobody got time for that.
12515                  */
12516                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12517                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12518         } else {
12519                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12520                  * cast result into s64.
12521                  */
12522                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12523                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12524         }
12525 }
12526
12527 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12528                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12529 {
12530         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12531         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12532         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12533         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12534
12535         if (src_known && dst_known) {
12536                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12537                 return;
12538         }
12539
12540         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12541          * maximum of the operands' minima
12542          */
12543         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12544         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12545         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12546                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12547                  * ain't nobody got time for that.
12548                  */
12549                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12550                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12551         } else {
12552                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12553                  * cast result into s64.
12554                  */
12555                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12556                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12557         }
12558         /* We may learn something more from the var_off */
12559         __update_reg_bounds(dst_reg);
12560 }
12561
12562 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12563                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12564 {
12565         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12566         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12567         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12568         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12569
12570         if (src_known && dst_known) {
12571                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12572                 return;
12573         }
12574
12575         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12576         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12577         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12578
12579         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12580                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12581                  * so safe to cast u32 result into s32.
12582                  */
12583                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12584                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12585         } else {
12586                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12587                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12588         }
12589 }
12590
12591 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12592                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12593 {
12594         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12595         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12596         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12597
12598         if (src_known && dst_known) {
12599                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12600                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12601                 return;
12602         }
12603
12604         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12605         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12606         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12607
12608         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12609                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12610                  * so safe to cast u64 result into s64.
12611                  */
12612                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12613                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12614         } else {
12615                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12616                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12617         }
12618
12619         __update_reg_bounds(dst_reg);
12620 }
12621
12622 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12623                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12624 {
12625         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12626          * up from var_off)
12627          */
12628         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12629         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12630         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12631         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12632                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12633                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12634         } else {
12635                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12636                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12637         }
12638 }
12639
12640 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12641                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12642 {
12643         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12644         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12645         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12646         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12647
12648         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12649         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12650         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12651          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12652          * if some path skips this step we are still safe.
12653          */
12654         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12655         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12656 }
12657
12658 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12659                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12660 {
12661         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12662          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12663          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12664          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12665          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12666          * later to shifts of any length.
12667          */
12668         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12669                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12670         else
12671                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12672
12673         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12674                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12675         else
12676                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12677
12678         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12679         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12680                 dst_reg->umin_value = 0;
12681                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12682         } else {
12683                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12684                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12685         }
12686 }
12687
12688 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12689                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12690 {
12691         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12692         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12693
12694         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12695         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12696         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12697
12698         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12699         /* We may learn something more from the var_off */
12700         __update_reg_bounds(dst_reg);
12701 }
12702
12703 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12704                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12705 {
12706         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12707         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12708         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12709
12710         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12711          * be negative, then either:
12712          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12713          *    unknown, so we lose our signed bounds
12714          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12715          *    signed bounds
12716          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12717          *    about the result
12718          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12719          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12720          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12721          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12722          * var_off of the result.
12723          */
12724         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12725         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12726
12727         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12728         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12729         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12730
12731         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12732         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12733 }
12734
12735 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12736                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12737 {
12738         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12739         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12740
12741         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12742          * be negative, then either:
12743          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12744          *    unknown, so we lose our signed bounds
12745          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12746          *    signed bounds
12747          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12748          *    about the result
12749          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12750          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12751          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12752          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12753          * var_off of the result.
12754          */
12755         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12756         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12757         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12758         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12759         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12760
12761         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12762          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12763          * so we can recalculate later from tnum.
12764          */
12765         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12766         __update_reg_bounds(dst_reg);
12767 }
12768
12769 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12770                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12771 {
12772         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12773
12774         /* Upon reaching here, src_known is true and
12775          * umax_val is equal to umin_val.
12776          */
12777         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12778         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12779
12780         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12781
12782         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12783          * dst_reg var_off to refine the result.
12784          */
12785         dst_reg->u32_min_value = 0;
12786         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12787
12788         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12789         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12790 }
12791
12792 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12793                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12794 {
12795         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12796
12797         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12798          * to umin_val.
12799          */
12800         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12801         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12802
12803         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12804
12805         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12806          * dst_reg var_off to refine the result.
12807          */
12808         dst_reg->umin_value = 0;
12809         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12810
12811         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12812          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12813          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12814          */
12815         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12816         __update_reg_bounds(dst_reg);
12817 }
12818
12819 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12820  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12821  * need extra checks in the 32-bit case.
12822  */
12823 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12824                                       struct bpf_insn *insn,
12825                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12826                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12827 {
12828         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12829         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12830         bool src_known;
12831         s64 smin_val, smax_val;
12832         u64 umin_val, umax_val;
12833         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12834         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12835         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12836         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12837         int ret;
12838
12839         smin_val = src_reg.smin_value;
12840         smax_val = src_reg.smax_value;
12841         umin_val = src_reg.umin_value;
12842         umax_val = src_reg.umax_value;
12843
12844         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12845         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12846         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12847         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12848
12849         if (alu32) {
12850                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12851                 if ((src_known &&
12852                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12853                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12854                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12855                          * derived from e.g. dead branches.
12856                          */
12857                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12858                         return 0;
12859                 }
12860         } else {
12861                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12862                 if ((src_known &&
12863                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12864                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12865                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12866                          * derived from e.g. dead branches.
12867                          */
12868                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12869                         return 0;
12870                 }
12871         }
12872
12873         if (!src_known &&
12874             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12875                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12876                 return 0;
12877         }
12878
12879         if (sanitize_needed(opcode)) {
12880                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12881                 if (ret < 0)
12882                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12883         }
12884
12885         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12886          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12887          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12888          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12889          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12890          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12891          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12892          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12893          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12894          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12895          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12896          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12897          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12898          */
12899         switch (opcode) {
12900         case BPF_ADD:
12901                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12902                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12903                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12904                 break;
12905         case BPF_SUB:
12906                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12907                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12908                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12909                 break;
12910         case BPF_MUL:
12911                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12912                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12913                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12914                 break;
12915         case BPF_AND:
12916                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12917                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12918                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12919                 break;
12920         case BPF_OR:
12921                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12922                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12923                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12924                 break;
12925         case BPF_XOR:
12926                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12927                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12928                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12929                 break;
12930         case BPF_LSH:
12931                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12932                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12933                          * This includes shifts by a negative number.
12934                          */
12935                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12936                         break;
12937                 }
12938                 if (alu32)
12939                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12940                 else
12941                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12942                 break;
12943         case BPF_RSH:
12944                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12945                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12946                          * This includes shifts by a negative number.
12947                          */
12948                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12949                         break;
12950                 }
12951                 if (alu32)
12952                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12953                 else
12954                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12955                 break;
12956         case BPF_ARSH:
12957                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12958                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12959                          * This includes shifts by a negative number.
12960                          */
12961                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12962                         break;
12963                 }
12964                 if (alu32)
12965                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12966                 else
12967                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12968                 break;
12969         default:
12970                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12971                 break;
12972         }
12973
12974         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12975         if (alu32)
12976                 zext_32_to_64(dst_reg);
12977         reg_bounds_sync(dst_reg);
12978         return 0;
12979 }
12980
12981 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
12982  * and var_off.
12983  */
12984 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12985                                    struct bpf_insn *insn)
12986 {
12987         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12988         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12989         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
12990         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
12991         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12992         int err;
12993
12994         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
12995         src_reg = NULL;
12996         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
12997                 ptr_reg = dst_reg;
12998         else
12999                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13000                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13001                  */
13002                 dst_reg->id = 0;
13003         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13004                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13005                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13006                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13007                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13008                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13009                                  * pointer subtraction
13010                                  */
13011                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13012                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13013                                         return 0;
13014                                 }
13015                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13016                                         insn->dst_reg,
13017                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13018                                 return -EACCES;
13019                         } else {
13020                                 /* scalar += pointer
13021                                  * This is legal, but we have to reverse our
13022                                  * src/dest handling in computing the range
13023                                  */
13024                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13025                                 if (err)
13026                                         return err;
13027                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13028                                                                src_reg, dst_reg);
13029                         }
13030                 } else if (ptr_reg) {
13031                         /* pointer += scalar */
13032                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13033                         if (err)
13034                                 return err;
13035                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13036                                                        dst_reg, src_reg);
13037                 } else if (dst_reg->precise) {
13038                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13039                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13040                         if (err)
13041                                 return err;
13042                 }
13043         } else {
13044                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13045                  * need to be able to read from this state.
13046                  */
13047                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13048                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13049                 src_reg = &off_reg;
13050                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13051                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13052                                                        ptr_reg, src_reg);
13053         }
13054
13055         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13056         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13057                 print_verifier_state(env, state, true);
13058                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13059                 return -EINVAL;
13060         }
13061         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13062                 print_verifier_state(env, state, true);
13063                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13064                 return -EINVAL;
13065         }
13066         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13067 }
13068
13069 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13070 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13071 {
13072         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13073         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13074         int err;
13075
13076         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13077                 if (opcode == BPF_NEG) {
13078                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13079                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13080                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13081                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13082                                 return -EINVAL;
13083                         }
13084                 } else {
13085                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13086                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13087                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13088                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13089                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13090                                 return -EINVAL;
13091                         }
13092                 }
13093
13094                 /* check src operand */
13095                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13096                 if (err)
13097                         return err;
13098
13099                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13100                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13101                                 insn->dst_reg);
13102                         return -EACCES;
13103                 }
13104
13105                 /* check dest operand */
13106                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13107                 if (err)
13108                         return err;
13109
13110         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13111
13112                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13113                         if (insn->imm != 0) {
13114                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13115                                 return -EINVAL;
13116                         }
13117
13118                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13119                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13120                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13121                                         return -EINVAL;
13122                                 }
13123                         } else {
13124                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13125                                     insn->off != 32) {
13126                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13127                                         return -EINVAL;
13128                                 }
13129                         }
13130
13131                         /* check src operand */
13132                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13133                         if (err)
13134                                 return err;
13135                 } else {
13136                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13137                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13138                                 return -EINVAL;
13139                         }
13140                 }
13141
13142                 /* check dest operand, mark as required later */
13143                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13144                 if (err)
13145                         return err;
13146
13147                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13148                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13149                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13150                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13151                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13152
13153                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13154                                 if (insn->off == 0) {
13155                                         /* case: R1 = R2
13156                                          * copy register state to dest reg
13157                                          */
13158                                         if (need_id)
13159                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13160                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13161                                                  * to propagate min/max range.
13162                                                  */
13163                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13164                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13165                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13166                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13167                                 } else {
13168                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13169                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13170                                                 verbose(env,
13171                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13172                                                         insn->src_reg);
13173                                                 return -EACCES;
13174                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13175                                                 bool no_sext;
13176
13177                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13178                                                 if (no_sext && need_id)
13179                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13180                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13181                                                 if (!no_sext)
13182                                                         dst_reg->id = 0;
13183                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13184                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13185                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13186                                         } else {
13187                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13188                                         }
13189                                 }
13190                         } else {
13191                                 /* R1 = (u32) R2 */
13192                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13193                                         verbose(env,
13194                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13195                                                 insn->src_reg);
13196                                         return -EACCES;
13197                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13198                                         if (insn->off == 0) {
13199                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13200
13201                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13202                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13203                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13204                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13205                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13206                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13207                                                  */
13208                                                 if (!is_src_reg_u32)
13209                                                         dst_reg->id = 0;
13210                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13211                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13212                                         } else {
13213                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13214                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13215
13216                                                 if (no_sext && need_id)
13217                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13218                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13219                                                 if (!no_sext)
13220                                                         dst_reg->id = 0;
13221                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13222                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13223                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13224                                         }
13225                                 } else {
13226                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13227                                                          insn->dst_reg);
13228                                 }
13229                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13230                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13231                         }
13232                 } else {
13233                         /* case: R = imm
13234                          * remember the value we stored into this reg
13235                          */
13236                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13237                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13238                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13239                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13240                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13241                                                  insn->imm);
13242                         } else {
13243                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13244                                                  (u32)insn->imm);
13245                         }
13246                 }
13247
13248         } else if (opcode > BPF_END) {
13249                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13250                 return -EINVAL;
13251
13252         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13253
13254                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13255                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
13256                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13257                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13258                                 return -EINVAL;
13259                         }
13260                         /* check src1 operand */
13261                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13262                         if (err)
13263                                 return err;
13264                 } else {
13265                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
13266                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13267                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13268                                 return -EINVAL;
13269                         }
13270                 }
13271
13272                 /* check src2 operand */
13273                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13274                 if (err)
13275                         return err;
13276
13277                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13278                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13279                         verbose(env, "div by zero\n");
13280                         return -EINVAL;
13281                 }
13282
13283                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13284                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13285                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13286
13287                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13288                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13289                                 return -EINVAL;
13290                         }
13291                 }
13292
13293                 /* check dest operand */
13294                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13295                 if (err)
13296                         return err;
13297
13298                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13299         }
13300
13301         return 0;
13302 }
13303
13304 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13305                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13306                                    enum bpf_reg_type type,
13307                                    bool range_right_open)
13308 {
13309         struct bpf_func_state *state;
13310         struct bpf_reg_state *reg;
13311         int new_range;
13312
13313         if (dst_reg->off < 0 ||
13314             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13315                 /* This doesn't give us any range */
13316                 return;
13317
13318         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13319             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13320                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13321                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13322                  */
13323                 return;
13324
13325         new_range = dst_reg->off;
13326         if (range_right_open)
13327                 new_range++;
13328
13329         /* Examples for register markings:
13330          *
13331          * pkt_data in dst register:
13332          *
13333          *   r2 = r3;
13334          *   r2 += 8;
13335          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13336          *   <access okay>
13337          *
13338          *   r2 = r3;
13339          *   r2 += 8;
13340          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13341          *   <handle exception>
13342          *
13343          *   Where:
13344          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13345          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13346          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13347          *
13348          * pkt_data in src register:
13349          *
13350          *   r2 = r3;
13351          *   r2 += 8;
13352          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13353          *   <handle exception>
13354          *
13355          *   r2 = r3;
13356          *   r2 += 8;
13357          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13358          *   <access okay>
13359          *
13360          *   Where:
13361          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13362          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13363          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13364          *
13365          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13366          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13367          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13368          * the check.
13369          */
13370
13371         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13372          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13373          * the range won't allow anything.
13374          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13375          */
13376         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13377                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13378                         /* keep the maximum range already checked */
13379                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13380         }));
13381 }
13382
13383 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13384 {
13385         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13386         s32 sval = (s32)val;
13387
13388         switch (opcode) {
13389         case BPF_JEQ:
13390                 if (tnum_is_const(subreg))
13391                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13392                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13393                         return 0;
13394                 break;
13395         case BPF_JNE:
13396                 if (tnum_is_const(subreg))
13397                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13398                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13399                         return 1;
13400                 break;
13401         case BPF_JSET:
13402                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13403                         return 1;
13404                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13405                         return 0;
13406                 break;
13407         case BPF_JGT:
13408                 if (reg->u32_min_value > val)
13409                         return 1;
13410                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13411                         return 0;
13412                 break;
13413         case BPF_JSGT:
13414                 if (reg->s32_min_value > sval)
13415                         return 1;
13416                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13417                         return 0;
13418                 break;
13419         case BPF_JLT:
13420                 if (reg->u32_max_value < val)
13421                         return 1;
13422                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13423                         return 0;
13424                 break;
13425         case BPF_JSLT:
13426                 if (reg->s32_max_value < sval)
13427                         return 1;
13428                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13429                         return 0;
13430                 break;
13431         case BPF_JGE:
13432                 if (reg->u32_min_value >= val)
13433                         return 1;
13434                 else if (reg->u32_max_value < val)
13435                         return 0;
13436                 break;
13437         case BPF_JSGE:
13438                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13439                         return 1;
13440                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13441                         return 0;
13442                 break;
13443         case BPF_JLE:
13444                 if (reg->u32_max_value <= val)
13445                         return 1;
13446                 else if (reg->u32_min_value > val)
13447                         return 0;
13448                 break;
13449         case BPF_JSLE:
13450                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13451                         return 1;
13452                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13453                         return 0;
13454                 break;
13455         }
13456
13457         return -1;
13458 }
13459
13460
13461 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13462 {
13463         s64 sval = (s64)val;
13464
13465         switch (opcode) {
13466         case BPF_JEQ:
13467                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13468                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13469                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13470                         return 0;
13471                 break;
13472         case BPF_JNE:
13473                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13474                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13475                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13476                         return 1;
13477                 break;
13478         case BPF_JSET:
13479                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13480                         return 1;
13481                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13482                         return 0;
13483                 break;
13484         case BPF_JGT:
13485                 if (reg->umin_value > val)
13486                         return 1;
13487                 else if (reg->umax_value <= val)
13488                         return 0;
13489                 break;
13490         case BPF_JSGT:
13491                 if (reg->smin_value > sval)
13492                         return 1;
13493                 else if (reg->smax_value <= sval)
13494                         return 0;
13495                 break;
13496         case BPF_JLT:
13497                 if (reg->umax_value < val)
13498                         return 1;
13499                 else if (reg->umin_value >= val)
13500                         return 0;
13501                 break;
13502         case BPF_JSLT:
13503                 if (reg->smax_value < sval)
13504                         return 1;
13505                 else if (reg->smin_value >= sval)
13506                         return 0;
13507                 break;
13508         case BPF_JGE:
13509                 if (reg->umin_value >= val)
13510                         return 1;
13511                 else if (reg->umax_value < val)
13512                         return 0;
13513                 break;
13514         case BPF_JSGE:
13515                 if (reg->smin_value >= sval)
13516                         return 1;
13517                 else if (reg->smax_value < sval)
13518                         return 0;
13519                 break;
13520         case BPF_JLE:
13521                 if (reg->umax_value <= val)
13522                         return 1;
13523                 else if (reg->umin_value > val)
13524                         return 0;
13525                 break;
13526         case BPF_JSLE:
13527                 if (reg->smax_value <= sval)
13528                         return 1;
13529                 else if (reg->smin_value > sval)
13530                         return 0;
13531                 break;
13532         }
13533
13534         return -1;
13535 }
13536
13537 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13538  * and return:
13539  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13540  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13541  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13542  *      range [0,10]
13543  */
13544 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13545                            bool is_jmp32)
13546 {
13547         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13548                 if (!reg_not_null(reg))
13549                         return -1;
13550
13551                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13552                  * use this to direct branch taken.
13553                  */
13554                 if (val != 0)
13555                         return -1;
13556
13557                 switch (opcode) {
13558                 case BPF_JEQ:
13559                         return 0;
13560                 case BPF_JNE:
13561                         return 1;
13562                 default:
13563                         return -1;
13564                 }
13565         }
13566
13567         if (is_jmp32)
13568                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13569         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13570 }
13571
13572 static int flip_opcode(u32 opcode)
13573 {
13574         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13575         static const u8 opcode_flip[16] = {
13576                 /* these stay the same */
13577                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13578                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13579                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13580                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13581                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13582                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13583                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13584                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13585                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13586                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13587                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13588                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13589         };
13590         return opcode_flip[opcode >> 4];
13591 }
13592
13593 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13594                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13595                                    u8 opcode)
13596 {
13597         struct bpf_reg_state *pkt;
13598
13599         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13600                 pkt = dst_reg;
13601         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13602                 pkt = src_reg;
13603                 opcode = flip_opcode(opcode);
13604         } else {
13605                 return -1;
13606         }
13607
13608         if (pkt->range >= 0)
13609                 return -1;
13610
13611         switch (opcode) {
13612         case BPF_JLE:
13613                 /* pkt <= pkt_end */
13614                 fallthrough;
13615         case BPF_JGT:
13616                 /* pkt > pkt_end */
13617                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13618                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13619                         return opcode == BPF_JGT;
13620                 break;
13621         case BPF_JLT:
13622                 /* pkt < pkt_end */
13623                 fallthrough;
13624         case BPF_JGE:
13625                 /* pkt >= pkt_end */
13626                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13627                         return opcode == BPF_JGE;
13628                 break;
13629         }
13630         return -1;
13631 }
13632
13633 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13634  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13635  * simply doing a BPF_K check.
13636  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13637  */
13638 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13639                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13640                             u64 val, u32 val32,
13641                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13642 {
13643         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13644         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13645         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13646         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13647         s64 sval = (s64)val;
13648         s32 sval32 = (s32)val32;
13649
13650         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13651          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13652          * the same object, but we don't bother with that.
13653          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13654          * only need to check one of them for pointerness.
13655          */
13656         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13657                 return;
13658
13659         switch (opcode) {
13660         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13661          *
13662          * r1 = r2;
13663          * if (r1 == 42) goto label;
13664          * ...
13665          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13666          *
13667          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13668          */
13669         case BPF_JEQ:
13670                 if (is_jmp32) {
13671                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13672                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13673                 } else {
13674                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13675                         true_64off = true_reg->var_off;
13676                 }
13677                 break;
13678         case BPF_JNE:
13679                 if (is_jmp32) {
13680                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13681                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13682                 } else {
13683                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13684                         false_64off = false_reg->var_off;
13685                 }
13686                 break;
13687         case BPF_JSET:
13688                 if (is_jmp32) {
13689                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13690                         if (is_power_of_2(val32))
13691                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13692                                                      tnum_const(val32));
13693                 } else {
13694                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13695                         if (is_power_of_2(val))
13696                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13697                                                      tnum_const(val));
13698                 }
13699                 break;
13700         case BPF_JGE:
13701         case BPF_JGT:
13702         {
13703                 if (is_jmp32) {
13704                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13705                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13706
13707                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13708                                                        false_umax);
13709                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13710                                                       true_umin);
13711                 } else {
13712                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13713                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13714
13715                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13716                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13717                 }
13718                 break;
13719         }
13720         case BPF_JSGE:
13721         case BPF_JSGT:
13722         {
13723                 if (is_jmp32) {
13724                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13725                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13726
13727                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13728                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13729                 } else {
13730                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13731                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13732
13733                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13734                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13735                 }
13736                 break;
13737         }
13738         case BPF_JLE:
13739         case BPF_JLT:
13740         {
13741                 if (is_jmp32) {
13742                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13743                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13744
13745                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13746                                                        false_umin);
13747                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13748                                                       true_umax);
13749                 } else {
13750                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13751                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13752
13753                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13754                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13755                 }
13756                 break;
13757         }
13758         case BPF_JSLE:
13759         case BPF_JSLT:
13760         {
13761                 if (is_jmp32) {
13762                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13763                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13764
13765                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13766                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13767                 } else {
13768                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13769                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13770
13771                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13772                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13773                 }
13774                 break;
13775         }
13776         default:
13777                 return;
13778         }
13779
13780         if (is_jmp32) {
13781                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13782                                              tnum_subreg(false_32off));
13783                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13784                                             tnum_subreg(true_32off));
13785                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13786                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13787         } else {
13788                 false_reg->var_off = false_64off;
13789                 true_reg->var_off = true_64off;
13790                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13791                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13792         }
13793 }
13794
13795 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13796  * the variable reg.
13797  */
13798 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13799                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13800                                 u64 val, u32 val32,
13801                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13802 {
13803         opcode = flip_opcode(opcode);
13804         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13805          * BPF_JA, can't get here.
13806          */
13807         if (opcode)
13808                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13809 }
13810
13811 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13812 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13813                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13814 {
13815         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13816                                                         dst_reg->umin_value);
13817         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13818                                                         dst_reg->umax_value);
13819         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13820                                                         dst_reg->smin_value);
13821         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13822                                                         dst_reg->smax_value);
13823         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13824                                                              dst_reg->var_off);
13825         reg_bounds_sync(src_reg);
13826         reg_bounds_sync(dst_reg);
13827 }
13828
13829 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13830                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13831                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13832                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13833                                 u8 opcode)
13834 {
13835         switch (opcode) {
13836         case BPF_JEQ:
13837                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13838                 break;
13839         case BPF_JNE:
13840                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13841                 break;
13842         }
13843 }
13844
13845 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13846                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13847                                  bool is_null)
13848 {
13849         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13850             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13851                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13852                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13853                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13854                  * convert the register.
13855                  *
13856                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13857                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13858                  * is fine to expect to see reg->off.
13859                  */
13860                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13861                         return;
13862                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13863                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13864                         return;
13865
13866                 if (is_null) {
13867                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13868                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13869                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13870                          * so that state pruning has chances to take effect.
13871                          */
13872                         reg->id = 0;
13873                         reg->ref_obj_id = 0;
13874
13875                         return;
13876                 }
13877
13878                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13879
13880                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13881                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13882                          * in release_reference().
13883                          *
13884                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13885                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13886                          */
13887                         reg->id = 0;
13888                 }
13889         }
13890 }
13891
13892 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13893  * be folded together at some point.
13894  */
13895 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13896                                   bool is_null)
13897 {
13898         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13899         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13900         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13901         u32 id = regs[regno].id;
13902
13903         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13904                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13905                  * No one could have freed the reference state before
13906                  * doing the NULL check.
13907                  */
13908                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13909
13910         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13911                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13912         }));
13913 }
13914
13915 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13916                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13917                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13918                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13919                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13920 {
13921         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13922                 return false;
13923
13924         /* Pointers are always 64-bit. */
13925         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13926                 return false;
13927
13928         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13929         case BPF_JGT:
13930                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13931                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13932                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13933                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13934                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13935                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13936                                                dst_reg->type, false);
13937                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13938                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13939                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13940                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13941                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13942                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13943                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13944                                                src_reg->type, true);
13945                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13946                 } else {
13947                         return false;
13948                 }
13949                 break;
13950         case BPF_JLT:
13951                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13952                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13953                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13954                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13955                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13956                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13957                                                dst_reg->type, true);
13958                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13959                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13960                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13961                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13962                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13963                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13964                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13965                                                src_reg->type, false);
13966                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13967                 } else {
13968                         return false;
13969                 }
13970                 break;
13971         case BPF_JGE:
13972                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13973                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13974                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13975                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13976                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13977                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13978                                                dst_reg->type, true);
13979                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13980                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13981                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13982                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13983                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13984                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
13985                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13986                                                src_reg->type, false);
13987                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
13988                 } else {
13989                         return false;
13990                 }
13991                 break;
13992         case BPF_JLE:
13993                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13994                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13995                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13996                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13997                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
13998                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13999                                                dst_reg->type, false);
14000                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14001                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14002                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14003                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14004                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14005                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14006                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14007                                                src_reg->type, true);
14008                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14009                 } else {
14010                         return false;
14011                 }
14012                 break;
14013         default:
14014                 return false;
14015         }
14016
14017         return true;
14018 }
14019
14020 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14021                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14022 {
14023         struct bpf_func_state *state;
14024         struct bpf_reg_state *reg;
14025
14026         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14027                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14028                         copy_register_state(reg, known_reg);
14029         }));
14030 }
14031
14032 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14033                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14034 {
14035         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14036         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14037         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14038         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14039         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14040         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14041         bool is_jmp32;
14042         int pred = -1;
14043         int err;
14044
14045         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14046         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14047                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14048                 return -EINVAL;
14049         }
14050
14051         /* check src2 operand */
14052         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14053         if (err)
14054                 return err;
14055
14056         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14057         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14058                 if (insn->imm != 0) {
14059                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14060                         return -EINVAL;
14061                 }
14062
14063                 /* check src1 operand */
14064                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14065                 if (err)
14066                         return err;
14067
14068                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14069                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14070                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14071                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14072                                 insn->src_reg);
14073                         return -EACCES;
14074                 }
14075         } else {
14076                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14077                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14078                         return -EINVAL;
14079                 }
14080         }
14081
14082         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14083
14084         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14085                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14086         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14087                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14088                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14089                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14090                                        opcode,
14091                                        is_jmp32);
14092         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14093                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14094                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14095                                        src_reg->var_off.value,
14096                                        opcode,
14097                                        is_jmp32);
14098         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14099                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14100                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14101                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14102                                        flip_opcode(opcode),
14103                                        is_jmp32);
14104         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14105                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14106                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14107                                        dst_reg->var_off.value,
14108                                        flip_opcode(opcode),
14109                                        is_jmp32);
14110         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14111                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14112                    !is_jmp32) {
14113                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14114         }
14115
14116         if (pred >= 0) {
14117                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14118                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14119                  */
14120                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14121                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14122                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14123                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14124                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14125                 if (err)
14126                         return err;
14127         }
14128
14129         if (pred == 1) {
14130                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14131                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14132                  * execution.
14133                  */
14134                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14135                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14136                                                *insn_idx))
14137                         return -EFAULT;
14138                 *insn_idx += insn->off;
14139                 return 0;
14140         } else if (pred == 0) {
14141                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14142                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14143                  * simulation under speculative execution.
14144                  */
14145                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14146                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14147                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14148                                                *insn_idx))
14149                         return -EFAULT;
14150                 return 0;
14151         }
14152
14153         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14154                                   false);
14155         if (!other_branch)
14156                 return -EFAULT;
14157         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14158
14159         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14160          * our min/max values for our dst register.
14161          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14162          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14163          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14164          * comparable.
14165          */
14166         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14167                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14168
14169                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14170                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14171                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14172                             (is_jmp32 &&
14173                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14174                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14175                                                 dst_reg,
14176                                                 src_reg->var_off.value,
14177                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14178                                                 opcode, is_jmp32);
14179                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14180                                  (is_jmp32 &&
14181                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14182                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14183                                                     src_reg,
14184                                                     dst_reg->var_off.value,
14185                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14186                                                     opcode, is_jmp32);
14187                         else if (!is_jmp32 &&
14188                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14189                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14190                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14191                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14192                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14193                         if (src_reg->id &&
14194                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14195                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14196                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14197                         }
14198
14199                 }
14200         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14201                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14202                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14203                                         opcode, is_jmp32);
14204         }
14205
14206         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14207             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14208                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14209                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14210         }
14211
14212         /* if one pointer register is compared to another pointer
14213          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14214          * E.g. register A - maybe null
14215          *      register B - not null
14216          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14217          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14218          *
14219          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14220          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14221          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14222          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14223          */
14224         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14225             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14226             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14227             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14228             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14229                 eq_branch_regs = NULL;
14230                 switch (opcode) {
14231                 case BPF_JEQ:
14232                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14233                         break;
14234                 case BPF_JNE:
14235                         eq_branch_regs = regs;
14236                         break;
14237                 default:
14238                         /* do nothing */
14239                         break;
14240                 }
14241                 if (eq_branch_regs) {
14242                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14243                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14244                         else
14245                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14246                 }
14247         }
14248
14249         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14250          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14251          *       which will never be JMP32.
14252          */
14253         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14254             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14255             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14256                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14257                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14258                  */
14259                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14260                                       opcode == BPF_JNE);
14261                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14262                                       opcode == BPF_JEQ);
14263         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14264                                            this_branch, other_branch) &&
14265                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14266                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14267                         insn->dst_reg);
14268                 return -EACCES;
14269         }
14270         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14271                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14272         return 0;
14273 }
14274
14275 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14276 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14277 {
14278         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14279         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14280         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14281         struct bpf_map *map;
14282         int err;
14283
14284         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14285                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14286                 return -EINVAL;
14287         }
14288         if (insn->off != 0) {
14289                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14290                 return -EINVAL;
14291         }
14292
14293         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14294         if (err)
14295                 return err;
14296
14297         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14298         if (insn->src_reg == 0) {
14299                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14300
14301                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14302                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14303                 return 0;
14304         }
14305
14306         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14307          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14308          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14309          */
14310         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14311
14312         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14313                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14314                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14315                 case PTR_TO_MEM:
14316                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14317                         break;
14318                 case PTR_TO_BTF_ID:
14319                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14320                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14321                         break;
14322                 default:
14323                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14324                         return -EFAULT;
14325                 }
14326                 return 0;
14327         }
14328
14329         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14330                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14331                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14332                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14333
14334                 if (!aux->func_info) {
14335                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14336                         return -EINVAL;
14337                 }
14338                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14339                         verbose(env, "callback function not static\n");
14340                         return -EINVAL;
14341                 }
14342
14343                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14344                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14345                 return 0;
14346         }
14347
14348         map = env->used_maps[aux->map_index];
14349         dst_reg->map_ptr = map;
14350
14351         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14352             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14353                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14354                 dst_reg->off = aux->map_off;
14355                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14356                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14357         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14358                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14359                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14360         } else {
14361                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14362                 return -EINVAL;
14363         }
14364
14365         return 0;
14366 }
14367
14368 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14369 {
14370         switch (type) {
14371         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14372         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14373         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14374                 return true;
14375         default:
14376                 return false;
14377         }
14378 }
14379
14380 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14381  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14382  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14383  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14384  *
14385  * Implicit input:
14386  *   ctx == skb == R6 == CTX
14387  *
14388  * Explicit input:
14389  *   SRC == any register
14390  *   IMM == 32-bit immediate
14391  *
14392  * Output:
14393  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14394  */
14395 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14396 {
14397         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14398         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14399         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14400         int i, err;
14401
14402         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14403                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14404                 return -EINVAL;
14405         }
14406
14407         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14408                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14409                 return -EINVAL;
14410         }
14411
14412         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14413             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14414             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14415                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14416                 return -EINVAL;
14417         }
14418
14419         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14420         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14421         if (err)
14422                 return err;
14423
14424         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14425          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14426          * reference leak.
14427          */
14428         err = check_reference_leak(env);
14429         if (err) {
14430                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14431                 return err;
14432         }
14433
14434         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14435                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14436                 return -EINVAL;
14437         }
14438
14439         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14440                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14441                 return -EINVAL;
14442         }
14443
14444         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14445                 verbose(env,
14446                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14447                 return -EINVAL;
14448         }
14449
14450         if (mode == BPF_IND) {
14451                 /* check explicit source operand */
14452                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14453                 if (err)
14454                         return err;
14455         }
14456
14457         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14458         if (err < 0)
14459                 return err;
14460
14461         /* reset caller saved regs to unreadable */
14462         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14463                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14464                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14465         }
14466
14467         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14468          * the value fetched from the packet.
14469          * Already marked as written above.
14470          */
14471         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14472         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14473         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14474         return 0;
14475 }
14476
14477 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14478 {
14479         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14480         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14481         struct bpf_reg_state *reg;
14482         struct tnum range = tnum_range(0, 1), const_0 = tnum_const(0);
14483         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14484         int err;
14485         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14486         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14487
14488         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14489         if (!is_subprog) {
14490                 switch (prog_type) {
14491                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14492                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14493                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14494                                 break;
14495                         fallthrough;
14496                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14497                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14498                                 return 0;
14499                         break;
14500                 default:
14501                         break;
14502                 }
14503         }
14504
14505         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14506          * to return the value from eBPF program.
14507          * Make sure that it's readable at this time
14508          * of bpf_exit, which means that program wrote
14509          * something into it earlier
14510          */
14511         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14512         if (err)
14513                 return err;
14514
14515         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14516                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14517                 return -EACCES;
14518         }
14519
14520         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14521
14522         if (frame->in_async_callback_fn) {
14523                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14524                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14525                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14526                                 reg_type_str(env, reg->type));
14527                         return -EINVAL;
14528                 }
14529
14530                 if (!tnum_in(const_0, reg->var_off)) {
14531                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &const_0, "async callback", "R0");
14532                         return -EINVAL;
14533                 }
14534                 return 0;
14535         }
14536
14537         if (is_subprog) {
14538                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14539                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14540                                 reg_type_str(env, reg->type));
14541                         return -EINVAL;
14542                 }
14543                 return 0;
14544         }
14545
14546         switch (prog_type) {
14547         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14548                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14549                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14550                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14551                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14552                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14553                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14554                         range = tnum_range(1, 1);
14555                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14556                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14557                         range = tnum_range(0, 3);
14558                 break;
14559         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14560                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14561                         range = tnum_range(0, 3);
14562                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14563                 }
14564                 break;
14565         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14566         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14567         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14568         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14569         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14570                 break;
14571         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14572                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14573                         return 0;
14574                 range = tnum_const(0);
14575                 break;
14576         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14577                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14578                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14579                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14580                         range = tnum_const(0);
14581                         break;
14582                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14583                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14584                         return 0;
14585                 case BPF_TRACE_ITER:
14586                         break;
14587                 default:
14588                         return -ENOTSUPP;
14589                 }
14590                 break;
14591         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14592                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14593                 break;
14594
14595         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14596                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14597                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14598                          * any value.
14599                          */
14600                         return 0;
14601                 }
14602                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14603                         /* Make sure programs that attach to void
14604                          * hooks don't try to modify return value.
14605                          */
14606                         range = tnum_range(1, 1);
14607                 }
14608                 break;
14609
14610         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14611                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14612                 break;
14613         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14614                 /* freplace program can return anything as its return value
14615                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14616                  */
14617         default:
14618                 return 0;
14619         }
14620
14621         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14622                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14623                         reg_type_str(env, reg->type));
14624                 return -EINVAL;
14625         }
14626
14627         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14628                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14629                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14630                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14631                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14632                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14633                 return -EINVAL;
14634         }
14635
14636         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14637             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14638                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14639         return 0;
14640 }
14641
14642 /* non-recursive DFS pseudo code
14643  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14644  * 2      label v as discovered
14645  * 3      let S be a stack
14646  * 4      S.push(v)
14647  * 5      while S is not empty
14648  * 6            t <- S.peek()
14649  * 7            if t is what we're looking for:
14650  * 8                return t
14651  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14652  * 10               if edge e is already labelled
14653  * 11                   continue with the next edge
14654  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14655  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14656  * 14                   label e as tree-edge
14657  * 15                   label w as discovered
14658  * 16                   S.push(w)
14659  * 17                   continue at 5
14660  * 18               else if vertex w is discovered
14661  * 19                   label e as back-edge
14662  * 20               else
14663  * 21                   // vertex w is explored
14664  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14665  * 23           label t as explored
14666  * 24           S.pop()
14667  *
14668  * convention:
14669  * 0x10 - discovered
14670  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14671  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14672  * 0x20 - explored
14673  */
14674
14675 enum {
14676         DISCOVERED = 0x10,
14677         EXPLORED = 0x20,
14678         FALLTHROUGH = 1,
14679         BRANCH = 2,
14680 };
14681
14682 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14683 {
14684         return env->prog->len;
14685 }
14686
14687 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14688                                         struct bpf_verifier_env *env,
14689                                         int idx)
14690 {
14691         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14692         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14693
14694         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14695 }
14696
14697 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14698 {
14699         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14700 }
14701
14702 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14703 {
14704         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14705 }
14706
14707 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14708 {
14709         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14710 }
14711
14712 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14713 {
14714         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14715 }
14716
14717
14718 enum {
14719         DONE_EXPLORING = 0,
14720         KEEP_EXPLORING = 1,
14721 };
14722
14723 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14724  * t - index of current instruction
14725  * w - next instruction
14726  * e - edge
14727  */
14728 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env,
14729                      bool loop_ok)
14730 {
14731         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14732         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14733
14734         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14735                 return DONE_EXPLORING;
14736
14737         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14738                 return DONE_EXPLORING;
14739
14740         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14741                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14742                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14743                 return -EINVAL;
14744         }
14745
14746         if (e == BRANCH) {
14747                 /* mark branch target for state pruning */
14748                 mark_prune_point(env, w);
14749                 mark_jmp_point(env, w);
14750         }
14751
14752         if (insn_state[w] == 0) {
14753                 /* tree-edge */
14754                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14755                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14756                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14757                         return -E2BIG;
14758                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14759                 return KEEP_EXPLORING;
14760         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14761                 if (loop_ok && env->bpf_capable)
14762                         return DONE_EXPLORING;
14763                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14764                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14765                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14766                 return -EINVAL;
14767         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14768                 /* forward- or cross-edge */
14769                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14770         } else {
14771                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14772                 return -EFAULT;
14773         }
14774         return DONE_EXPLORING;
14775 }
14776
14777 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14778                                 struct bpf_verifier_env *env,
14779                                 bool visit_callee)
14780 {
14781         int ret;
14782
14783         ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14784         if (ret)
14785                 return ret;
14786
14787         mark_prune_point(env, t + 1);
14788         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14789         mark_jmp_point(env, t + 1);
14790
14791         if (visit_callee) {
14792                 mark_prune_point(env, t);
14793                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env,
14794                                 /* It's ok to allow recursion from CFG point of
14795                                  * view. __check_func_call() will do the actual
14796                                  * check.
14797                                  */
14798                                 bpf_pseudo_func(insns + t));
14799         }
14800         return ret;
14801 }
14802
14803 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14804  *  < 0 - an error occurred
14805  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14806  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14807  */
14808 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14809 {
14810         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14811         int ret, off;
14812
14813         if (bpf_pseudo_func(insn))
14814                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14815
14816         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14817         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14818             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32)
14819                 return push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, false);
14820
14821         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14822         case BPF_EXIT:
14823                 return DONE_EXPLORING;
14824
14825         case BPF_CALL:
14826                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14827                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14828                          * is_state_visited() check before call itself is
14829                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14830                          * async state will be pushed for further exploration.
14831                          */
14832                         mark_prune_point(env, t);
14833                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14834                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14835
14836                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14837                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14838                                 mark_prune_point(env, t);
14839                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14840                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14841                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14842                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14843                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14844                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14845                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14846                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14847                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14848                                  * exhausting memory.
14849                                  */
14850                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14851                         }
14852                 }
14853                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14854
14855         case BPF_JA:
14856                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14857                         return -EINVAL;
14858
14859                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
14860                         off = insn->off;
14861                 else
14862                         off = insn->imm;
14863
14864                 /* unconditional jump with single edge */
14865                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env,
14866                                 true);
14867                 if (ret)
14868                         return ret;
14869
14870                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
14871                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
14872
14873                 return ret;
14874
14875         default:
14876                 /* conditional jump with two edges */
14877                 mark_prune_point(env, t);
14878
14879                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env, true);
14880                 if (ret)
14881                         return ret;
14882
14883                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env, true);
14884         }
14885 }
14886
14887 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14888  * loop == back-edge in directed graph
14889  */
14890 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14891 {
14892         int insn_cnt = env->prog->len;
14893         int *insn_stack, *insn_state;
14894         int ret = 0;
14895         int i;
14896
14897         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14898         if (!insn_state)
14899                 return -ENOMEM;
14900
14901         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14902         if (!insn_stack) {
14903                 kvfree(insn_state);
14904                 return -ENOMEM;
14905         }
14906
14907         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14908         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14909         env->cfg.cur_stack = 1;
14910
14911         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14912                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14913
14914                 ret = visit_insn(t, env);
14915                 switch (ret) {
14916                 case DONE_EXPLORING:
14917                         insn_state[t] = EXPLORED;
14918                         env->cfg.cur_stack--;
14919                         break;
14920                 case KEEP_EXPLORING:
14921                         break;
14922                 default:
14923                         if (ret > 0) {
14924                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14925                                 ret = -EFAULT;
14926                         }
14927                         goto err_free;
14928                 }
14929         }
14930
14931         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14932                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14933                 ret = -EFAULT;
14934                 goto err_free;
14935         }
14936
14937         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14938                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14939                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14940                         ret = -EINVAL;
14941                         goto err_free;
14942                 }
14943         }
14944         ret = 0; /* cfg looks good */
14945
14946 err_free:
14947         kvfree(insn_state);
14948         kvfree(insn_stack);
14949         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14950         return ret;
14951 }
14952
14953 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14954 {
14955         int i;
14956
14957         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14958                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14959                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14960                         return -EINVAL;
14961                 }
14962                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14963                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14964                         return -EINVAL;
14965                 }
14966         }
14967         return 0;
14968 }
14969
14970 /* The minimum supported BTF func info size */
14971 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
14972 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
14973
14974 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
14975                           const union bpf_attr *attr,
14976                           bpfptr_t uattr)
14977 {
14978         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
14979         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
14980         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
14981         struct bpf_func_info *krecord;
14982         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
14983         struct bpf_prog *prog;
14984         const struct btf *btf;
14985         bpfptr_t urecord;
14986         u32 prev_offset = 0;
14987         bool scalar_return;
14988         int ret = -ENOMEM;
14989
14990         nfuncs = attr->func_info_cnt;
14991         if (!nfuncs) {
14992                 if (check_abnormal_return(env))
14993                         return -EINVAL;
14994                 return 0;
14995         }
14996
14997         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
14998                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
14999                 return -EINVAL;
15000         }
15001
15002         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15003         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15004             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15005             urec_size % sizeof(u32)) {
15006                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15007                 return -EINVAL;
15008         }
15009
15010         prog = env->prog;
15011         btf = prog->aux->btf;
15012
15013         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15014         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15015
15016         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15017         if (!krecord)
15018                 return -ENOMEM;
15019         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15020         if (!info_aux)
15021                 goto err_free;
15022
15023         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15024                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15025                 if (ret) {
15026                         if (ret == -E2BIG) {
15027                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15028                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15029                                  * out the rest of the record.
15030                                  */
15031                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15032                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15033                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15034                                         ret = -EFAULT;
15035                         }
15036                         goto err_free;
15037                 }
15038
15039                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15040                         ret = -EFAULT;
15041                         goto err_free;
15042                 }
15043
15044                 /* check insn_off */
15045                 ret = -EINVAL;
15046                 if (i == 0) {
15047                         if (krecord[i].insn_off) {
15048                                 verbose(env,
15049                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15050                                         krecord[i].insn_off);
15051                                 goto err_free;
15052                         }
15053                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15054                         verbose(env,
15055                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15056                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15057                         goto err_free;
15058                 }
15059
15060                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15061                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15062                         goto err_free;
15063                 }
15064
15065                 /* check type_id */
15066                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15067                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15068                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15069                                 krecord[i].type_id);
15070                         goto err_free;
15071                 }
15072                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15073
15074                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15075                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15076                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15077                         goto err_free;
15078                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15079                 scalar_return =
15080                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15081                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15082                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15083                         goto err_free;
15084                 }
15085                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15086                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15087                         goto err_free;
15088                 }
15089
15090                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15091                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15092         }
15093
15094         prog->aux->func_info = krecord;
15095         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15096         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15097         return 0;
15098
15099 err_free:
15100         kvfree(krecord);
15101         kfree(info_aux);
15102         return ret;
15103 }
15104
15105 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15106 {
15107         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15108         int i;
15109
15110         if (!aux->func_info)
15111                 return;
15112
15113         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15114                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15115 }
15116
15117 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15118 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15119
15120 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15121                           const union bpf_attr *attr,
15122                           bpfptr_t uattr)
15123 {
15124         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15125         struct bpf_subprog_info *sub;
15126         struct bpf_line_info *linfo;
15127         struct bpf_prog *prog;
15128         const struct btf *btf;
15129         bpfptr_t ulinfo;
15130         int err;
15131
15132         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15133         if (!nr_linfo)
15134                 return 0;
15135         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15136                 return -EINVAL;
15137
15138         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15139         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15140             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15141             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15142                 return -EINVAL;
15143
15144         /* Need to zero it in case the userspace may
15145          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15146          */
15147         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15148                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15149         if (!linfo)
15150                 return -ENOMEM;
15151
15152         prog = env->prog;
15153         btf = prog->aux->btf;
15154
15155         s = 0;
15156         sub = env->subprog_info;
15157         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15158         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15159         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15160         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15161                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15162                 if (err) {
15163                         if (err == -E2BIG) {
15164                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15165                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15166                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15167                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15168                                         err = -EFAULT;
15169                         }
15170                         goto err_free;
15171                 }
15172
15173                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15174                         err = -EFAULT;
15175                         goto err_free;
15176                 }
15177
15178                 /*
15179                  * Check insn_off to ensure
15180                  * 1) strictly increasing AND
15181                  * 2) bounded by prog->len
15182                  *
15183                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15184                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15185                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15186                  * first sub also and the first sub must have
15187                  * subprog_info[0].start == 0.
15188                  */
15189                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15190                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15191                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15192                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15193                                 prog->len);
15194                         err = -EINVAL;
15195                         goto err_free;
15196                 }
15197
15198                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15199                         verbose(env,
15200                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15201                                 i);
15202                         err = -EINVAL;
15203                         goto err_free;
15204                 }
15205
15206                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15207                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15208                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15209                         err = -EINVAL;
15210                         goto err_free;
15211                 }
15212
15213                 if (s != env->subprog_cnt) {
15214                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15215                                 sub[s].linfo_idx = i;
15216                                 s++;
15217                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15218                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15219                                 err = -EINVAL;
15220                                 goto err_free;
15221                         }
15222                 }
15223
15224                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15225                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15226         }
15227
15228         if (s != env->subprog_cnt) {
15229                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15230                         env->subprog_cnt - s, s);
15231                 err = -EINVAL;
15232                 goto err_free;
15233         }
15234
15235         prog->aux->linfo = linfo;
15236         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15237
15238         return 0;
15239
15240 err_free:
15241         kvfree(linfo);
15242         return err;
15243 }
15244
15245 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15246 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15247
15248 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15249                            const union bpf_attr *attr,
15250                            bpfptr_t uattr)
15251 {
15252         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15253         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15254         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15255         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15256         struct bpf_core_ctx ctx = {
15257                 .log = &env->log,
15258                 .btf = btf,
15259         };
15260         bpfptr_t u_core_relo;
15261         int err;
15262
15263         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15264         if (!nr_core_relo)
15265                 return 0;
15266         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15267                 return -EINVAL;
15268
15269         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15270         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15271             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15272             rec_size % sizeof(u32))
15273                 return -EINVAL;
15274
15275         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15276         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15277         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15278
15279         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15280          * relocation record one at a time.
15281          */
15282         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15283                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15284                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15285                 if (err) {
15286                         if (err == -E2BIG) {
15287                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15288                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15289                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15290                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15291                                         err = -EFAULT;
15292                         }
15293                         break;
15294                 }
15295
15296                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15297                         err = -EFAULT;
15298                         break;
15299                 }
15300
15301                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15302                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15303                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15304                         err = -EINVAL;
15305                         break;
15306                 }
15307
15308                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15309                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15310                 if (err)
15311                         break;
15312                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15313         }
15314         return err;
15315 }
15316
15317 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15318                           const union bpf_attr *attr,
15319                           bpfptr_t uattr)
15320 {
15321         struct btf *btf;
15322         int err;
15323
15324         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15325                 if (check_abnormal_return(env))
15326                         return -EINVAL;
15327                 return 0;
15328         }
15329
15330         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15331         if (IS_ERR(btf))
15332                 return PTR_ERR(btf);
15333         if (btf_is_kernel(btf)) {
15334                 btf_put(btf);
15335                 return -EACCES;
15336         }
15337         env->prog->aux->btf = btf;
15338
15339         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15340         if (err)
15341                 return err;
15342
15343         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15344         if (err)
15345                 return err;
15346
15347         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15348         if (err)
15349                 return err;
15350
15351         return 0;
15352 }
15353
15354 /* check %cur's range satisfies %old's */
15355 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15356                          struct bpf_reg_state *cur)
15357 {
15358         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15359                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15360                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15361                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15362                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15363                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15364                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15365                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15366 }
15367
15368 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15369  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15370  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15371  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15372  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15373  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15374  * that.
15375  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15376  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15377  */
15378 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15379 {
15380         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15381         unsigned int i;
15382
15383         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15384         if (!!old_id != !!cur_id)
15385                 return false;
15386
15387         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15388                 return true;
15389
15390         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15391                 if (!map[i].old) {
15392                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15393                         map[i].old = old_id;
15394                         map[i].cur = cur_id;
15395                         return true;
15396                 }
15397                 if (map[i].old == old_id)
15398                         return map[i].cur == cur_id;
15399                 if (map[i].cur == cur_id)
15400                         return false;
15401         }
15402         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15403         WARN_ON_ONCE(1);
15404         return false;
15405 }
15406
15407 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15408  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15409  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15410  */
15411 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15412 {
15413         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15414         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15415
15416         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15417 }
15418
15419 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15420                              struct bpf_func_state *st)
15421 {
15422         enum bpf_reg_liveness live;
15423         int i, j;
15424
15425         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15426                 live = st->regs[i].live;
15427                 /* liveness must not touch this register anymore */
15428                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15429                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15430                         /* since the register is unused, clear its state
15431                          * to make further comparison simpler
15432                          */
15433                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15434         }
15435
15436         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15437                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15438                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15439                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15440                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15441                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15442                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15443                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15444                 }
15445         }
15446 }
15447
15448 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15449                                  struct bpf_verifier_state *st)
15450 {
15451         int i;
15452
15453         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15454                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15455                 return;
15456
15457         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15458                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15459 }
15460
15461 /* the parentage chains form a tree.
15462  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15463  * pushed into state stack for future exploration.
15464  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15465  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15466  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15467  * the verifier explores other branches.
15468  * Example:
15469  * 1: r0 = 1
15470  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15471  * 3: r0 = 2
15472  * 4: exit
15473  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15474  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15475  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15476  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15477  *
15478  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15479  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15480  * time means that all states below this branch were already explored and
15481  * their final liveness marks are already propagated.
15482  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15483  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15484  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15485  * will not be used.
15486  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15487  * to simplify state merging.
15488  *
15489  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15490  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15491  * the callsites
15492  */
15493 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15494                               struct bpf_verifier_state *cur)
15495 {
15496         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15497         int i;
15498
15499         sl = *explored_state(env, insn);
15500         while (sl) {
15501                 if (sl->state.branches)
15502                         goto next;
15503                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15504                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15505                         goto next;
15506                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15507                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15508                                 goto next;
15509                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15510 next:
15511                 sl = sl->next;
15512         }
15513 }
15514
15515 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15516                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15517                        struct bpf_idmap *idmap)
15518 {
15519         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15520                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15521                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15522 }
15523
15524 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15525 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15526                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15527 {
15528         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15529                 /* explored state didn't use this */
15530                 return true;
15531         if (rold->type == NOT_INIT)
15532                 /* explored state can't have used this */
15533                 return true;
15534         if (rcur->type == NOT_INIT)
15535                 return false;
15536
15537         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15538          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15539          * rule.
15540          *
15541          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15542          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15543          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15544          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15545          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15546          *
15547          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15548          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15549          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15550          * to the same map).
15551          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15552          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15553          * check for that because we lost the id when we converted to
15554          * a non-MAYBE_NULL variant.
15555          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15556          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15557          */
15558         if (rold->type != rcur->type)
15559                 return false;
15560
15561         switch (base_type(rold->type)) {
15562         case SCALAR_VALUE:
15563                 if (env->explore_alu_limits) {
15564                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15565                          * logic and requires everything to be strict
15566                          */
15567                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15568                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15569                 }
15570                 if (!rold->precise)
15571                         return true;
15572                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15573                  *
15574                  * Consider the following BPF code:
15575                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15576                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15577                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15578                  *   4: r6 = r7
15579                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15580                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15581                  *
15582                  * First verification path is [1-6]:
15583                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15584                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15585                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15586                  * Next verification path is [1-4, 6].
15587                  *
15588                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15589                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15590                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15591                  *
15592                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15593                  * ---
15594                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15595                  */
15596                 return range_within(rold, rcur) &&
15597                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15598                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15599         case PTR_TO_MAP_KEY:
15600         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15601         case PTR_TO_MEM:
15602         case PTR_TO_BUF:
15603         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15604                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15605                  * everything else matches, we are OK.
15606                  */
15607                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15608                        range_within(rold, rcur) &&
15609                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15610                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15611                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15612         case PTR_TO_PACKET_META:
15613         case PTR_TO_PACKET:
15614                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15615                  * did, so that any accesses which were safe before are
15616                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15617                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15618                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15619                  */
15620                 if (rold->range > rcur->range)
15621                         return false;
15622                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15623                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15624                  */
15625                 if (rold->off != rcur->off)
15626                         return false;
15627                 /* id relations must be preserved */
15628                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15629                         return false;
15630                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15631                 return range_within(rold, rcur) &&
15632                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15633         case PTR_TO_STACK:
15634                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15635                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15636                  */
15637                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15638         default:
15639                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15640         }
15641 }
15642
15643 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15644                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15645 {
15646         int i, spi;
15647
15648         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15649          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15650          * didn't use them
15651          */
15652         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15653                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15654
15655                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15656
15657                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15658                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15659                         /* explored state didn't use this */
15660                         continue;
15661                 }
15662
15663                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15664                         continue;
15665
15666                 if (env->allow_uninit_stack &&
15667                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15668                         continue;
15669
15670                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15671                  * and these slots were used
15672                  */
15673                 if (i >= cur->allocated_stack)
15674                         return false;
15675
15676                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15677                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15678                  * The opposite is not true
15679                  */
15680                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15681                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15682                         continue;
15683                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15684                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15685                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15686                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15687                          * this verifier states are not equivalent,
15688                          * return false to continue verification of this path
15689                          */
15690                         return false;
15691                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15692                         continue;
15693                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15694                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15695                 case STACK_SPILL:
15696                         /* when explored and current stack slot are both storing
15697                          * spilled registers, check that stored pointers types
15698                          * are the same as well.
15699                          * Ex: explored safe path could have stored
15700                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15701                          * but current path has stored:
15702                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15703                          * such verifier states are not equivalent.
15704                          * return false to continue verification of this path
15705                          */
15706                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15707                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15708                                 return false;
15709                         break;
15710                 case STACK_DYNPTR:
15711                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15712                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15713                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15714                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15715                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15716                                 return false;
15717                         break;
15718                 case STACK_ITER:
15719                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15720                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15721                         /* iter.depth is not compared between states as it
15722                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15723                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15724                          * infinite loop check triggering, see
15725                          * iter_active_depths_differ()
15726                          */
15727                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15728                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15729                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15730                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15731                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15732                                 return false;
15733                         break;
15734                 case STACK_MISC:
15735                 case STACK_ZERO:
15736                 case STACK_INVALID:
15737                         continue;
15738                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15739                 default:
15740                         return false;
15741                 }
15742         }
15743         return true;
15744 }
15745
15746 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15747                     struct bpf_idmap *idmap)
15748 {
15749         int i;
15750
15751         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15752                 return false;
15753
15754         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15755                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15756                         return false;
15757         }
15758
15759         return true;
15760 }
15761
15762 /* compare two verifier states
15763  *
15764  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15765  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15766  *
15767  * this function is called when verifier exploring different branches of
15768  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15769  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15770  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15771  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15772  *
15773  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15774  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15775  * Example:
15776  *       explored                   current
15777  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15778  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15779  *
15780  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15781  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15782  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15783  *
15784  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15785  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15786  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15787  */
15788 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15789                               struct bpf_func_state *cur)
15790 {
15791         int i;
15792
15793         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15794                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15795                              &env->idmap_scratch))
15796                         return false;
15797
15798         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15799                 return false;
15800
15801         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15802                 return false;
15803
15804         return true;
15805 }
15806
15807 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15808                          struct bpf_verifier_state *old,
15809                          struct bpf_verifier_state *cur)
15810 {
15811         int i;
15812
15813         if (old->curframe != cur->curframe)
15814                 return false;
15815
15816         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15817         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15818
15819         /* Verification state from speculative execution simulation
15820          * must never prune a non-speculative execution one.
15821          */
15822         if (old->speculative && !cur->speculative)
15823                 return false;
15824
15825         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15826                 return false;
15827
15828         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15829          * or both absent.
15830          */
15831         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15832                 return false;
15833
15834         if (old->active_lock.id &&
15835             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15836                 return false;
15837
15838         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15839                 return false;
15840
15841         /* for states to be equal callsites have to be the same
15842          * and all frame states need to be equivalent
15843          */
15844         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15845                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15846                         return false;
15847                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15848                         return false;
15849         }
15850         return true;
15851 }
15852
15853 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15854  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15855  */
15856 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15857                                   struct bpf_reg_state *reg,
15858                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15859 {
15860         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15861         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15862         int err;
15863
15864         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15865          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15866          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15867          */
15868         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15869             /* Or if there is no read flag from REG. */
15870             !flag ||
15871             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15872             parent_flag == flag)
15873                 return 0;
15874
15875         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15876         if (err)
15877                 return err;
15878
15879         return flag;
15880 }
15881
15882 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15883  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15884  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15885  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15886  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15887  * in mark_reg_read() is for.
15888  */
15889 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15890                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15891                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15892 {
15893         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15894         struct bpf_func_state *state, *parent;
15895         int i, frame, err = 0;
15896
15897         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15898                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15899                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15900                 return -EFAULT;
15901         }
15902         /* Propagate read liveness of registers... */
15903         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15904         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15905                 parent = vparent->frame[frame];
15906                 state = vstate->frame[frame];
15907                 parent_reg = parent->regs;
15908                 state_reg = state->regs;
15909                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15910                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15911                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15912                                                      &parent_reg[i]);
15913                         if (err < 0)
15914                                 return err;
15915                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15916                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15917                 }
15918
15919                 /* Propagate stack slots. */
15920                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15921                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15922                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15923                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15924                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15925                                                      parent_reg);
15926                         if (err < 0)
15927                                 return err;
15928                 }
15929         }
15930         return 0;
15931 }
15932
15933 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15934  * propagate them into the current state
15935  */
15936 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15937                                const struct bpf_verifier_state *old)
15938 {
15939         struct bpf_reg_state *state_reg;
15940         struct bpf_func_state *state;
15941         int i, err = 0, fr;
15942         bool first;
15943
15944         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15945                 state = old->frame[fr];
15946                 state_reg = state->regs;
15947                 first = true;
15948                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15949                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15950                             !state_reg->precise ||
15951                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15952                                 continue;
15953                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15954                                 if (first)
15955                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15956                                 else
15957                                         verbose(env, ",r%d", i);
15958                         }
15959                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15960                         first = false;
15961                 }
15962
15963                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15964                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15965                                 continue;
15966                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15967                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15968                             !state_reg->precise ||
15969                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15970                                 continue;
15971                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15972                                 if (first)
15973                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
15974                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15975                                 else
15976                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
15977                         }
15978                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
15979                         first = false;
15980                 }
15981                 if (!first)
15982                         verbose(env, "\n");
15983         }
15984
15985         err = mark_chain_precision_batch(env);
15986         if (err < 0)
15987                 return err;
15988
15989         return 0;
15990 }
15991
15992 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
15993                                  struct bpf_verifier_state *cur)
15994 {
15995         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
15996         int i, fr = cur->curframe;
15997
15998         if (old->curframe != fr)
15999                 return false;
16000
16001         fold = old->frame[fr];
16002         fcur = cur->frame[fr];
16003         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16004                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16005                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16006                         return false;
16007         return true;
16008 }
16009
16010 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16011 {
16012         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16013 }
16014
16015 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16016  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16017  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16018  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16019  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16020  * iterators are involved.
16021  *
16022  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16023  *
16024  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16025  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16026  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16027  *   3:   if r0 == 0 goto done
16028  *   4:   ... something useful here ...
16029  *   5:   goto again                    ; another iteration
16030  *   6: done:
16031  *   7:   r1 = &it
16032  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16033  *   9:   exit
16034  *
16035  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16036  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16037  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16038  *
16039  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16040  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16041  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16042  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16043  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16044  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16045  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16046  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16047  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16048  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16049  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16050  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16051  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16052  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16053  *
16054  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16055  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16056  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16057  * same state (at least in one of possible code paths).
16058  *
16059  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16060  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16061  * inifintely looping:
16062  *
16063  *   struct bpf_iter_num it;
16064  *   int *p, x;
16065  *
16066  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16067  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16068  *       x = p;
16069  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16070  *   }
16071  *
16072  */
16073 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16074 {
16075         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16076         struct bpf_func_state *state;
16077         int i, fr;
16078
16079         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16080                 state = old->frame[fr];
16081                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16082                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16083                                 continue;
16084
16085                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16086                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16087                                 continue;
16088
16089                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16090                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16091                                 return true;
16092                 }
16093         }
16094         return false;
16095 }
16096
16097 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16098 {
16099         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16100         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16101         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
16102         int i, j, err, states_cnt = 0;
16103         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16104         bool add_new_state = force_new_state;
16105
16106         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16107          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16108          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16109          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16110          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16111          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16112          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16113          */
16114         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16115             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16116                 add_new_state = true;
16117
16118         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16119         sl = *pprev;
16120
16121         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16122
16123         while (sl) {
16124                 states_cnt++;
16125                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16126                         goto next;
16127
16128                 if (sl->state.branches) {
16129                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16130
16131                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16132                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16133                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16134                                  * processing another entry into async callback.
16135                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16136                                  * loop or infinite recursion.
16137                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16138                                  * to stop processing the current state. The previous state
16139                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16140                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16141                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16142                                  * inside async callbacks.
16143                                  */
16144                                 goto skip_inf_loop_check;
16145                         }
16146                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16147                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16148                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16149                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16150                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16151                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16152                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16153                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16154                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16155                          * account iter_next() contract of eventually returning
16156                          * sticky NULL result.
16157                          */
16158                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16159                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16160                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16161                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16162                                         int spi;
16163
16164                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16165                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16166                                          * iter state pointer is always the first arg
16167                                          */
16168                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16169                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16170                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16171                                          * no need for extra (re-)validations
16172                                          */
16173                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16174                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16175                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16176                                                 goto hit;
16177                                 }
16178                                 goto skip_inf_loop_check;
16179                         }
16180                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16181                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16182                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
16183                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16184                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16185                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16186                                 return -EINVAL;
16187                         }
16188                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16189                          * too often, since different loop iterations have distinct
16190                          * states and may not help future pruning.
16191                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16192                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16193                          * The most abusive loop will be:
16194                          * r1 += 1
16195                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16196                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16197                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16198                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16199                          */
16200 skip_inf_loop_check:
16201                         if (!force_new_state &&
16202                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16203                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16204                                 add_new_state = false;
16205                         goto miss;
16206                 }
16207                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16208 hit:
16209                         sl->hit_cnt++;
16210                         /* reached equivalent register/stack state,
16211                          * prune the search.
16212                          * Registers read by the continuation are read by us.
16213                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16214                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16215                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16216                          * own state will get the read marks recorded, but
16217                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16218                          * this state and will pop a new one.
16219                          */
16220                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16221
16222                         /* if previous state reached the exit with precision and
16223                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16224                          * the precision needs to be propagated back in
16225                          * the current state.
16226                          */
16227                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16228                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16229                         if (err)
16230                                 return err;
16231                         return 1;
16232                 }
16233 miss:
16234                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16235                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16236                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16237                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16238                  * and some at the end) to help pruning.
16239                  */
16240                 if (add_new_state)
16241                         sl->miss_cnt++;
16242                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16243                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16244                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16245                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16246                  */
16247                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16248                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16249                          * speed up verification
16250                          */
16251                         *pprev = sl->next;
16252                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16253                                 u32 br = sl->state.branches;
16254
16255                                 WARN_ONCE(br,
16256                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16257                                           br);
16258                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16259                                 kfree(sl);
16260                                 env->peak_states--;
16261                         } else {
16262                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16263                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16264                                  * be freed at the end of verification
16265                                  */
16266                                 sl->next = env->free_list;
16267                                 env->free_list = sl;
16268                         }
16269                         sl = *pprev;
16270                         continue;
16271                 }
16272 next:
16273                 pprev = &sl->next;
16274                 sl = *pprev;
16275         }
16276
16277         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16278                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16279
16280         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16281                 return 0;
16282
16283         if (!add_new_state)
16284                 return 0;
16285
16286         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16287          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16288          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16289          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16290          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16291          * again on the way to bpf_exit.
16292          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16293          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16294          */
16295         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16296         if (!new_sl)
16297                 return -ENOMEM;
16298         env->total_states++;
16299         env->peak_states++;
16300         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16301         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16302
16303         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16304         if (env->bpf_capable)
16305                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16306
16307         /* add new state to the head of linked list */
16308         new = &new_sl->state;
16309         err = copy_verifier_state(new, cur);
16310         if (err) {
16311                 free_verifier_state(new, false);
16312                 kfree(new_sl);
16313                 return err;
16314         }
16315         new->insn_idx = insn_idx;
16316         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16317                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16318
16319         cur->parent = new;
16320         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16321         clear_jmp_history(cur);
16322         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16323         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16324         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16325          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16326          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16327          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16328          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16329          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16330          */
16331         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16332          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16333          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16334          * their parent and current state never has children yet.  Only
16335          * explored_states can get read marks.)
16336          */
16337         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16338                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16339                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16340                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16341                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16342         }
16343
16344         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16345         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16346                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16347                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16348
16349                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16350                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16351                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16352                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16353                 }
16354         }
16355         return 0;
16356 }
16357
16358 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16359 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16360 {
16361         switch (base_type(type)) {
16362         case PTR_TO_CTX:
16363         case PTR_TO_SOCKET:
16364         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16365         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16366         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16367         case PTR_TO_BTF_ID:
16368                 return false;
16369         default:
16370                 return true;
16371         }
16372 }
16373
16374 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16375  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16376  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16377  *
16378  * R1 = sock_ptr
16379  * goto X;
16380  * ...
16381  * R1 = some_other_valid_ptr;
16382  * goto X;
16383  * ...
16384  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16385  */
16386 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16387 {
16388         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16389                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16390 }
16391
16392 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16393                              bool allow_trust_missmatch)
16394 {
16395         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16396
16397         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16398                 /* Saw a valid insn
16399                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16400                  * save type to validate intersecting paths
16401                  */
16402                 *prev_type = type;
16403         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16404                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16405                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16406                  * with different pointer types:
16407                  * src_reg == ctx in one branch and
16408                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16409                  * Reject it.
16410                  */
16411                 if (allow_trust_missmatch &&
16412                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16413                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16414                         /*
16415                          * Have to support a use case when one path through
16416                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16417                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16418                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16419                          */
16420                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16421                 } else {
16422                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16423                         return -EINVAL;
16424                 }
16425         }
16426
16427         return 0;
16428 }
16429
16430 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16431 {
16432         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16433         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16434         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16435         struct bpf_reg_state *regs;
16436         int insn_cnt = env->prog->len;
16437         bool do_print_state = false;
16438         int prev_insn_idx = -1;
16439
16440         for (;;) {
16441                 struct bpf_insn *insn;
16442                 u8 class;
16443                 int err;
16444
16445                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16446                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16447                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16448                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16449                         return -EFAULT;
16450                 }
16451
16452                 insn = &insns[env->insn_idx];
16453                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16454
16455                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16456                         verbose(env,
16457                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16458                                 env->insn_processed);
16459                         return -E2BIG;
16460                 }
16461
16462                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16463
16464                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16465                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16466                         if (err < 0)
16467                                 return err;
16468                         if (err == 1) {
16469                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16470                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16471                                         if (do_print_state)
16472                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16473                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16474                                                         env->cur_state->speculative ?
16475                                                         " (speculative execution)" : "");
16476                                         else
16477                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16478                                 }
16479                                 goto process_bpf_exit;
16480                         }
16481                 }
16482
16483                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16484                         err = push_jmp_history(env, state);
16485                         if (err)
16486                                 return err;
16487                 }
16488
16489                 if (signal_pending(current))
16490                         return -EAGAIN;
16491
16492                 if (need_resched())
16493                         cond_resched();
16494
16495                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16496                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16497                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16498                                 env->cur_state->speculative ?
16499                                 " (speculative execution)" : "");
16500                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16501                         do_print_state = false;
16502                 }
16503
16504                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16505                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16506                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16507                                 .cb_print       = verbose,
16508                                 .private_data   = env,
16509                         };
16510
16511                         if (verifier_state_scratched(env))
16512                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16513
16514                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16515                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16516                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16517                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16518                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16519                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16520                 }
16521
16522                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16523                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16524                                                            env->prev_insn_idx);
16525                         if (err)
16526                                 return err;
16527                 }
16528
16529                 regs = cur_regs(env);
16530                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16531                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16532
16533                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16534                         err = check_alu_op(env, insn);
16535                         if (err)
16536                                 return err;
16537
16538                 } else if (class == BPF_LDX) {
16539                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16540
16541                         /* check for reserved fields is already done */
16542
16543                         /* check src operand */
16544                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16545                         if (err)
16546                                 return err;
16547
16548                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16549                         if (err)
16550                                 return err;
16551
16552                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16553
16554                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16555                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16556                          */
16557                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16558                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16559                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16560                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16561                         if (err)
16562                                 return err;
16563
16564                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16565                         if (err)
16566                                 return err;
16567                 } else if (class == BPF_STX) {
16568                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16569
16570                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16571                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16572                                 if (err)
16573                                         return err;
16574                                 env->insn_idx++;
16575                                 continue;
16576                         }
16577
16578                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16579                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16580                                 return -EINVAL;
16581                         }
16582
16583                         /* check src1 operand */
16584                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16585                         if (err)
16586                                 return err;
16587                         /* check src2 operand */
16588                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16589                         if (err)
16590                                 return err;
16591
16592                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16593
16594                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16595                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16596                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16597                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16598                         if (err)
16599                                 return err;
16600
16601                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16602                         if (err)
16603                                 return err;
16604                 } else if (class == BPF_ST) {
16605                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16606
16607                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16608                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16609                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16610                                 return -EINVAL;
16611                         }
16612                         /* check src operand */
16613                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16614                         if (err)
16615                                 return err;
16616
16617                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16618
16619                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16620                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16621                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16622                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
16623                         if (err)
16624                                 return err;
16625
16626                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16627                         if (err)
16628                                 return err;
16629                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16630                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16631
16632                         env->jmps_processed++;
16633                         if (opcode == BPF_CALL) {
16634                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16635                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16636                                      && insn->off != 0) ||
16637                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16638                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16639                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16640                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16641                                     class == BPF_JMP32) {
16642                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16643                                         return -EINVAL;
16644                                 }
16645
16646                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16647                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16648                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16649                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16650                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16651                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16652                                                 return -EINVAL;
16653                                         }
16654                                 }
16655                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16656                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16657                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16658                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16659                                 else
16660                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16661                                 if (err)
16662                                         return err;
16663
16664                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16665                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16666                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16667                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16668                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16669                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
16670                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
16671                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16672                                         return -EINVAL;
16673                                 }
16674
16675                                 if (class == BPF_JMP)
16676                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
16677                                 else
16678                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
16679                                 continue;
16680
16681                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16682                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16683                                     insn->imm != 0 ||
16684                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16685                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16686                                     class == BPF_JMP32) {
16687                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16688                                         return -EINVAL;
16689                                 }
16690
16691                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16692                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16693                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16694                                         return -EINVAL;
16695                                 }
16696
16697                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock &&
16698                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16699                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16700                                         return -EINVAL;
16701                                 }
16702
16703                                 /* We must do check_reference_leak here before
16704                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16705                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16706                                  * function, for which reference_state must
16707                                  * match caller reference state when it exits.
16708                                  */
16709                                 err = check_reference_leak(env);
16710                                 if (err)
16711                                         return err;
16712
16713                                 if (state->curframe) {
16714                                         /* exit from nested function */
16715                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16716                                         if (err)
16717                                                 return err;
16718                                         do_print_state = true;
16719                                         continue;
16720                                 }
16721
16722                                 err = check_return_code(env);
16723                                 if (err)
16724                                         return err;
16725 process_bpf_exit:
16726                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16727                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16728                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16729                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16730                                 if (err < 0) {
16731                                         if (err != -ENOENT)
16732                                                 return err;
16733                                         break;
16734                                 } else {
16735                                         do_print_state = true;
16736                                         continue;
16737                                 }
16738                         } else {
16739                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16740                                 if (err)
16741                                         return err;
16742                         }
16743                 } else if (class == BPF_LD) {
16744                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16745
16746                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16747                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16748                                 if (err)
16749                                         return err;
16750
16751                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16752                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16753                                 if (err)
16754                                         return err;
16755
16756                                 env->insn_idx++;
16757                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16758                         } else {
16759                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16760                                 return -EINVAL;
16761                         }
16762                 } else {
16763                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16764                         return -EINVAL;
16765                 }
16766
16767                 env->insn_idx++;
16768         }
16769
16770         return 0;
16771 }
16772
16773 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16774 {
16775         const struct btf_type *t;
16776         const char *tname;
16777         int i, n;
16778
16779         /*
16780          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16781          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16782          * types to look at only module's own BTF types.
16783          */
16784         n = btf_nr_types(btf);
16785         if (btf_is_module(btf))
16786                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16787         else
16788                 i = 1;
16789
16790         for(; i < n; i++) {
16791                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16792                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16793                         continue;
16794
16795                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16796                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16797                         return i;
16798         }
16799
16800         return -ENOENT;
16801 }
16802
16803 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16804 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16805                                struct bpf_insn *insn,
16806                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16807 {
16808         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16809         const struct btf_type *datasec;
16810         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16811         const struct btf_type *t;
16812         const char *sym_name;
16813         bool percpu = false;
16814         u32 type, id = insn->imm;
16815         struct btf *btf;
16816         s32 datasec_id;
16817         u64 addr;
16818         int i, btf_fd, err;
16819
16820         btf_fd = insn[1].imm;
16821         if (btf_fd) {
16822                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16823                 if (IS_ERR(btf)) {
16824                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16825                         return -EINVAL;
16826                 }
16827         } else {
16828                 if (!btf_vmlinux) {
16829                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16830                         return -EINVAL;
16831                 }
16832                 btf = btf_vmlinux;
16833                 btf_get(btf);
16834         }
16835
16836         t = btf_type_by_id(btf, id);
16837         if (!t) {
16838                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16839                 err = -ENOENT;
16840                 goto err_put;
16841         }
16842
16843         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16844                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16845                 err = -EINVAL;
16846                 goto err_put;
16847         }
16848
16849         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16850         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16851         if (!addr) {
16852                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16853                         sym_name);
16854                 err = -ENOENT;
16855                 goto err_put;
16856         }
16857         insn[0].imm = (u32)addr;
16858         insn[1].imm = addr >> 32;
16859
16860         if (btf_type_is_func(t)) {
16861                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16862                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16863                 goto check_btf;
16864         }
16865
16866         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16867         if (datasec_id > 0) {
16868                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16869                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16870                         if (vsi->type == id) {
16871                                 percpu = true;
16872                                 break;
16873                         }
16874                 }
16875         }
16876
16877         type = t->type;
16878         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16879         if (percpu) {
16880                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16881                 aux->btf_var.btf = btf;
16882                 aux->btf_var.btf_id = type;
16883         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16884                 const struct btf_type *ret;
16885                 const char *tname;
16886                 u32 tsize;
16887
16888                 /* resolve the type size of ksym. */
16889                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16890                 if (IS_ERR(ret)) {
16891                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16892                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16893                                 tname, PTR_ERR(ret));
16894                         err = -EINVAL;
16895                         goto err_put;
16896                 }
16897                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16898                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16899         } else {
16900                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16901                 aux->btf_var.btf = btf;
16902                 aux->btf_var.btf_id = type;
16903         }
16904 check_btf:
16905         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16906         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16907                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16908                         btf_put(btf);
16909                         return 0;
16910                 }
16911         }
16912
16913         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16914                 err = -E2BIG;
16915                 goto err_put;
16916         }
16917
16918         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16919         btf_mod->btf = btf;
16920         btf_mod->module = NULL;
16921
16922         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16923         if (btf_is_module(btf)) {
16924                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16925                 if (!btf_mod->module) {
16926                         err = -ENXIO;
16927                         goto err_put;
16928                 }
16929         }
16930
16931         env->used_btf_cnt++;
16932
16933         return 0;
16934 err_put:
16935         btf_put(btf);
16936         return err;
16937 }
16938
16939 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16940 {
16941         switch (type) {
16942         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16943         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16944         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16945         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16946         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16947                 return true;
16948         default:
16949                 return false;
16950         }
16951 }
16952
16953 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16954                                         struct bpf_map *map,
16955                                         struct bpf_prog *prog)
16956
16957 {
16958         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16959
16960         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16961             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16962                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16963                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16964                         return -EINVAL;
16965                 }
16966         }
16967
16968         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16969                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16970                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16971                         return -EINVAL;
16972                 }
16973
16974                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16975                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
16976                         return -EINVAL;
16977                 }
16978         }
16979
16980         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
16981                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16982                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
16983                         return -EINVAL;
16984                 }
16985         }
16986
16987         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
16988             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
16989                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
16990                 return -EINVAL;
16991         }
16992
16993         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
16994                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
16995                 return -EINVAL;
16996         }
16997
16998         if (prog->aux->sleepable)
16999                 switch (map->map_type) {
17000                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17001                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17002                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17003                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17004                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17005                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17006                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17007                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17008                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17009                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17010                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17011                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17012                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17013                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17014                         break;
17015                 default:
17016                         verbose(env,
17017                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17018                         return -EINVAL;
17019                 }
17020
17021         return 0;
17022 }
17023
17024 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17025 {
17026         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17027                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17028 }
17029
17030 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17031  *
17032  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17033  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17034  *
17035  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17036  */
17037 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17038 {
17039         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17040         int insn_cnt = env->prog->len;
17041         int i, j, err;
17042
17043         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17044         if (err)
17045                 return err;
17046
17047         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17048                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17049                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17050                     insn->imm != 0)) {
17051                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17052                         return -EINVAL;
17053                 }
17054
17055                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17056                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17057                         struct bpf_map *map;
17058                         struct fd f;
17059                         u64 addr;
17060                         u32 fd;
17061
17062                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17063                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17064                             insn[1].off != 0) {
17065                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17066                                 return -EINVAL;
17067                         }
17068
17069                         if (insn[0].src_reg == 0)
17070                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17071                                 goto next_insn;
17072
17073                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17074                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17075                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17076                                 if (err)
17077                                         return err;
17078                                 goto next_insn;
17079                         }
17080
17081                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17082                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17083                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17084                                 goto next_insn;
17085                         }
17086
17087                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17088                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17089                          */
17090                         switch (insn[0].src_reg) {
17091                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17092                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17093                                 break;
17094                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17095                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17096                                 if (insn[1].imm == 0)
17097                                         break;
17098                                 fallthrough;
17099                         default:
17100                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17101                                 return -EINVAL;
17102                         }
17103
17104                         switch (insn[0].src_reg) {
17105                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17106                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17107                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17108                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17109                                         return -EPROTO;
17110                                 }
17111                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17112                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17113                                                             sizeof(fd)))
17114                                         return -EFAULT;
17115                                 break;
17116                         default:
17117                                 fd = insn[0].imm;
17118                                 break;
17119                         }
17120
17121                         f = fdget(fd);
17122                         map = __bpf_map_get(f);
17123                         if (IS_ERR(map)) {
17124                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17125                                         insn[0].imm);
17126                                 return PTR_ERR(map);
17127                         }
17128
17129                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17130                         if (err) {
17131                                 fdput(f);
17132                                 return err;
17133                         }
17134
17135                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17136                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17137                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17138                                 addr = (unsigned long)map;
17139                         } else {
17140                                 u32 off = insn[1].imm;
17141
17142                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17143                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17144                                         fdput(f);
17145                                         return -EINVAL;
17146                                 }
17147
17148                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17149                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17150                                         fdput(f);
17151                                         return -EINVAL;
17152                                 }
17153
17154                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17155                                 if (err) {
17156                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17157                                                 map->value_size, off);
17158                                         fdput(f);
17159                                         return err;
17160                                 }
17161
17162                                 aux->map_off = off;
17163                                 addr += off;
17164                         }
17165
17166                         insn[0].imm = (u32)addr;
17167                         insn[1].imm = addr >> 32;
17168
17169                         /* check whether we recorded this map already */
17170                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17171                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17172                                         aux->map_index = j;
17173                                         fdput(f);
17174                                         goto next_insn;
17175                                 }
17176                         }
17177
17178                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17179                                 fdput(f);
17180                                 return -E2BIG;
17181                         }
17182
17183                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17184                          * the map will be released by release_maps() or it
17185                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17186                          * and all maps are released in free_used_maps()
17187                          */
17188                         bpf_map_inc(map);
17189
17190                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17191                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17192
17193                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17194                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17195                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17196                                 fdput(f);
17197                                 return -EBUSY;
17198                         }
17199
17200                         fdput(f);
17201 next_insn:
17202                         insn++;
17203                         i++;
17204                         continue;
17205                 }
17206
17207                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17208                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17209                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17210                         return -EINVAL;
17211                 }
17212         }
17213
17214         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17215          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17216          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17217          */
17218         return 0;
17219 }
17220
17221 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17222 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17223 {
17224         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17225                              env->used_map_cnt);
17226 }
17227
17228 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17229 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17230 {
17231         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17232                              env->used_btf_cnt);
17233 }
17234
17235 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17236 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17237 {
17238         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17239         int insn_cnt = env->prog->len;
17240         int i;
17241
17242         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17243                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17244                         continue;
17245                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17246                         continue;
17247                 insn->src_reg = 0;
17248         }
17249 }
17250
17251 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17252  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17253  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17254  */
17255 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17256                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17257                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17258 {
17259         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17260         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17261         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17262         u32 prog_len;
17263         int i;
17264
17265         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17266          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17267          * original insn at old prog.
17268          */
17269         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17270
17271         if (cnt == 1)
17272                 return;
17273         prog_len = new_prog->len;
17274
17275         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17276         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17277                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17278         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17279                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17280                 new_data[i].seen = old_seen;
17281                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17282         }
17283         env->insn_aux_data = new_data;
17284         vfree(old_data);
17285 }
17286
17287 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17288 {
17289         int i;
17290
17291         if (len == 1)
17292                 return;
17293         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17294         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17295                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17296                         continue;
17297                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17298         }
17299 }
17300
17301 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17302 {
17303         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17304         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17305         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17306
17307         for (i = 0; i < sz; i++) {
17308                 desc = &tab[i];
17309                 if (desc->insn_idx <= off)
17310                         continue;
17311                 desc->insn_idx += len - 1;
17312         }
17313 }
17314
17315 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17316                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17317 {
17318         struct bpf_prog *new_prog;
17319         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17320
17321         if (len > 1) {
17322                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17323                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17324                 if (!new_data)
17325                         return NULL;
17326         }
17327
17328         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17329         if (IS_ERR(new_prog)) {
17330                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17331                         verbose(env,
17332                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17333                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17334                 vfree(new_data);
17335                 return NULL;
17336         }
17337         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17338         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17339         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17340         return new_prog;
17341 }
17342
17343 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17344                                               u32 off, u32 cnt)
17345 {
17346         int i, j;
17347
17348         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17349         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17350                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17351                         break;
17352         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17353         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17354                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17355                         break;
17356         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17357          * the front of previous prog
17358          */
17359         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17360                 j--;
17361
17362         if (j > i) {
17363                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17364                 int move;
17365
17366                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17367                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17368
17369                 memmove(env->subprog_info + i,
17370                         env->subprog_info + j,
17371                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17372                 env->subprog_cnt -= j - i;
17373
17374                 /* remove func_info */
17375                 if (aux->func_info) {
17376                         move = aux->func_info_cnt - j;
17377
17378                         memmove(aux->func_info + i,
17379                                 aux->func_info + j,
17380                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17381                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17382                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17383                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17384                          */
17385                 }
17386         } else {
17387                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17388                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17389                         i++;
17390         }
17391
17392         /* update fake 'exit' subprog as well */
17393         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17394                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17395
17396         return 0;
17397 }
17398
17399 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17400                                       u32 cnt)
17401 {
17402         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17403         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17404         struct bpf_line_info *linfo;
17405
17406         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17407         if (!nr_linfo)
17408                 return 0;
17409
17410         linfo = prog->aux->linfo;
17411
17412         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17413         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17414                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17415                         break;
17416
17417         l_off = i;
17418         l_cnt = 0;
17419         for (; i < nr_linfo; i++)
17420                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17421                         l_cnt++;
17422                 else
17423                         break;
17424
17425         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17426          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17427          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17428          */
17429         if (prog->len != off && l_cnt &&
17430             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17431                 l_cnt--;
17432                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17433         }
17434
17435         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17436         if (l_cnt) {
17437                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17438                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17439
17440                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17441                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17442         }
17443
17444         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17445         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17446                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17447
17448         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17449         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17450                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17451                         /* program may have started in the removed region but
17452                          * may not be fully removed
17453                          */
17454                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17455                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17456                         else
17457                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17458                 }
17459
17460         return 0;
17461 }
17462
17463 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17464 {
17465         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17466         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17467         int err;
17468
17469         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17470                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17471
17472         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17473         if (err)
17474                 return err;
17475
17476         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17477         if (err)
17478                 return err;
17479
17480         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17481         if (err)
17482                 return err;
17483
17484         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17485                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17486
17487         return 0;
17488 }
17489
17490 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17491  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17492  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17493  * with 'ja -1'.
17494  *
17495  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17496  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17497  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17498  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17499  * code could be located.
17500  */
17501 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17502 {
17503         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17504         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17505         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17506         const int insn_cnt = env->prog->len;
17507         int i;
17508
17509         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17510                 if (aux_data[i].seen)
17511                         continue;
17512                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17513                 aux_data[i].zext_dst = false;
17514         }
17515 }
17516
17517 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17518 {
17519         u8 op;
17520
17521         op = BPF_OP(code);
17522         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17523                 return op != BPF_JA;
17524
17525         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17526                 return false;
17527
17528         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17529 }
17530
17531 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17532 {
17533         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17534         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17535         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17536         const int insn_cnt = env->prog->len;
17537         int i;
17538
17539         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17540                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17541                         continue;
17542
17543                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17544                         ja.off = insn->off;
17545                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17546                         ja.off = 0;
17547                 else
17548                         continue;
17549
17550                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17551                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17552
17553                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17554         }
17555 }
17556
17557 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17558 {
17559         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17560         int insn_cnt = env->prog->len;
17561         int i, err;
17562
17563         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17564                 int j;
17565
17566                 j = 0;
17567                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17568                         j++;
17569                 if (!j)
17570                         continue;
17571
17572                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17573                 if (err)
17574                         return err;
17575                 insn_cnt = env->prog->len;
17576         }
17577
17578         return 0;
17579 }
17580
17581 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17582 {
17583         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17584         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17585         int insn_cnt = env->prog->len;
17586         int i, err;
17587
17588         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17589                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17590                         continue;
17591
17592                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17593                 if (err)
17594                         return err;
17595                 insn_cnt--;
17596                 i--;
17597         }
17598
17599         return 0;
17600 }
17601
17602 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17603                                          const union bpf_attr *attr)
17604 {
17605         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17606         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17607         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17608         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17609         struct bpf_prog *new_prog;
17610         bool rnd_hi32;
17611
17612         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17613         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17614         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17615         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17616         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17617         for (i = 0; i < len; i++) {
17618                 int adj_idx = i + delta;
17619                 struct bpf_insn insn;
17620                 int load_reg;
17621
17622                 insn = insns[adj_idx];
17623                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17624                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17625                         u8 code, class;
17626                         u32 imm_rnd;
17627
17628                         if (!rnd_hi32)
17629                                 continue;
17630
17631                         code = insn.code;
17632                         class = BPF_CLASS(code);
17633                         if (load_reg == -1)
17634                                 continue;
17635
17636                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17637                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17638                          *       here.
17639                          */
17640                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17641                                 if (class == BPF_LD &&
17642                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17643                                         i++;
17644                                 continue;
17645                         }
17646
17647                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17648                         if (class == BPF_LDX &&
17649                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17650                                 continue;
17651
17652                         imm_rnd = get_random_u32();
17653                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17654                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17655                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17656                         patch = rnd_hi32_patch;
17657                         patch_len = 4;
17658                         goto apply_patch_buffer;
17659                 }
17660
17661                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17662                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17663                  *
17664                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17665                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17666                  * equivalent instruction only does this load when the
17667                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17668                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17669                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17670                  */
17671                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17672                         continue;
17673
17674                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17675                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17676                         continue;
17677
17678                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17679                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17680                         return -EFAULT;
17681                 }
17682
17683                 zext_patch[0] = insn;
17684                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17685                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17686                 patch = zext_patch;
17687                 patch_len = 2;
17688 apply_patch_buffer:
17689                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17690                 if (!new_prog)
17691                         return -ENOMEM;
17692                 env->prog = new_prog;
17693                 insns = new_prog->insnsi;
17694                 aux = env->insn_aux_data;
17695                 delta += patch_len - 1;
17696         }
17697
17698         return 0;
17699 }
17700
17701 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17702  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17703  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17704  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17705  */
17706 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17707 {
17708         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17709         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17710         const int insn_cnt = env->prog->len;
17711         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17712         u32 target_size, size_default, off;
17713         struct bpf_prog *new_prog;
17714         enum bpf_access_type type;
17715         bool is_narrower_load;
17716
17717         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17718                 if (!ops->gen_prologue) {
17719                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17720                         return -EINVAL;
17721                 }
17722                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17723                                         env->prog);
17724                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17725                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17726                         return -EINVAL;
17727                 } else if (cnt) {
17728                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17729                         if (!new_prog)
17730                                 return -ENOMEM;
17731
17732                         env->prog = new_prog;
17733                         delta += cnt - 1;
17734                 }
17735         }
17736
17737         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17738                 return 0;
17739
17740         insn = env->prog->insnsi + delta;
17741
17742         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17743                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17744                 u8 mode;
17745
17746                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17747                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17748                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17749                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17750                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
17751                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
17752                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
17753                         type = BPF_READ;
17754                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17755                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17756                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17757                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17758                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17759                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17760                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17761                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17762                         type = BPF_WRITE;
17763                 } else {
17764                         continue;
17765                 }
17766
17767                 if (type == BPF_WRITE &&
17768                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17769                         struct bpf_insn patch[] = {
17770                                 *insn,
17771                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17772                         };
17773
17774                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17775                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17776                         if (!new_prog)
17777                                 return -ENOMEM;
17778
17779                         delta    += cnt - 1;
17780                         env->prog = new_prog;
17781                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17782                         continue;
17783                 }
17784
17785                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17786                 case PTR_TO_CTX:
17787                         if (!ops->convert_ctx_access)
17788                                 continue;
17789                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17790                         break;
17791                 case PTR_TO_SOCKET:
17792                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17793                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17794                         break;
17795                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17796                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17797                         break;
17798                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17799                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17800                         break;
17801                 case PTR_TO_BTF_ID:
17802                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17803                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17804                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17805                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17806                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17807                  * for this case.
17808                  */
17809                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17810                         if (type == BPF_READ) {
17811                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
17812                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17813                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17814                                 else
17815                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
17816                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17817                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17818                         }
17819                         continue;
17820                 default:
17821                         continue;
17822                 }
17823
17824                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17825                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17826                 mode = BPF_MODE(insn->code);
17827
17828                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17829                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17830                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17831                  * we will apply proper mask to the result.
17832                  */
17833                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17834                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17835                 off = insn->off;
17836                 if (is_narrower_load) {
17837                         u8 size_code;
17838
17839                         if (type == BPF_WRITE) {
17840                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17841                                 return -EINVAL;
17842                         }
17843
17844                         size_code = BPF_H;
17845                         if (ctx_field_size == 4)
17846                                 size_code = BPF_W;
17847                         else if (ctx_field_size == 8)
17848                                 size_code = BPF_DW;
17849
17850                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17851                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17852                 }
17853
17854                 target_size = 0;
17855                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17856                                          &target_size);
17857                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17858                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17859                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17860                         return -EINVAL;
17861                 }
17862
17863                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17864                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17865                                 off, size, size_default) * 8;
17866                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17867                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17868                                 return -EINVAL;
17869                         }
17870                         if (ctx_field_size <= 4) {
17871                                 if (shift)
17872                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17873                                                                         insn->dst_reg,
17874                                                                         shift);
17875                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17876                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17877                         } else {
17878                                 if (shift)
17879                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17880                                                                         insn->dst_reg,
17881                                                                         shift);
17882                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17883                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17884                         }
17885                 }
17886                 if (mode == BPF_MEMSX)
17887                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
17888                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
17889                                                        size * 8, 0);
17890
17891                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17892                 if (!new_prog)
17893                         return -ENOMEM;
17894
17895                 delta += cnt - 1;
17896
17897                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17898                 env->prog = new_prog;
17899                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17900         }
17901
17902         return 0;
17903 }
17904
17905 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17906 {
17907         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17908         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17909         struct bpf_map *map_ptr;
17910         struct bpf_insn *insn;
17911         void *old_bpf_func;
17912         int err, num_exentries;
17913
17914         if (env->subprog_cnt <= 1)
17915                 return 0;
17916
17917         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17918                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17919                         continue;
17920
17921                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17922                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17923                  * propagated in any case.
17924                  */
17925                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17926                 if (subprog < 0) {
17927                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17928                                   i + insn->imm + 1);
17929                         return -EFAULT;
17930                 }
17931                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17932                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17933                  */
17934                 insn->off = subprog;
17935                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17936                  * to interpreter will be needed
17937                  */
17938                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17939                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17940                 insn->imm = 1;
17941                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17942                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17943                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17944                          * Force a non zero here.
17945                          */
17946                         insn[1].imm = 1;
17947         }
17948
17949         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17950         if (err)
17951                 goto out_undo_insn;
17952
17953         err = -ENOMEM;
17954         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17955         if (!func)
17956                 goto out_undo_insn;
17957
17958         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17959                 subprog_start = subprog_end;
17960                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17961
17962                 len = subprog_end - subprog_start;
17963                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17964                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17965                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17966                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17967                  */
17968                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17969                 if (!func[i])
17970                         goto out_free;
17971                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
17972                        len * sizeof(struct bpf_insn));
17973                 func[i]->type = prog->type;
17974                 func[i]->len = len;
17975                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
17976                         goto out_free;
17977                 func[i]->is_func = 1;
17978                 func[i]->aux->func_idx = i;
17979                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
17980                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
17981                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
17982                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
17983                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
17984                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
17985
17986                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
17987                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
17988
17989                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
17990                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
17991                             poke->insn_idx >= subprog_start)
17992                                 poke->aux = func[i]->aux;
17993                 }
17994
17995                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
17996                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
17997                 func[i]->jit_requested = 1;
17998                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
17999                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18000                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18001                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18002                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18003                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18004                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18005                 num_exentries = 0;
18006                 insn = func[i]->insnsi;
18007                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18008                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18009                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18010                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18011                                 num_exentries++;
18012                 }
18013                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18014                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18015                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18016                 if (!func[i]->jited) {
18017                         err = -ENOTSUPP;
18018                         goto out_free;
18019                 }
18020                 cond_resched();
18021         }
18022
18023         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18024          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18025          * run last pass of JIT
18026          */
18027         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18028                 insn = func[i]->insnsi;
18029                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18030                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18031                                 subprog = insn->off;
18032                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18033                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18034                                 continue;
18035                         }
18036                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18037                                 continue;
18038                         subprog = insn->off;
18039                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18040                 }
18041
18042                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18043                  * of the JITed images for each function in the program
18044                  *
18045                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18046                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18047                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18048                  *
18049                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18050                  * by using its subprog id, available from the off field of
18051                  * the call instruction, as an index for this list
18052                  */
18053                 func[i]->aux->func = func;
18054                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18055         }
18056         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18057                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18058                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18059                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18060                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18061                         err = -ENOTSUPP;
18062                         goto out_free;
18063                 }
18064                 cond_resched();
18065         }
18066
18067         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18068          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18069          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18070          */
18071         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18072                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18073                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18074         }
18075
18076         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18077          * prog consistent for later dump requests, so they can
18078          * later look the same as if they were interpreted only.
18079          */
18080         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18081                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18082                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18083                         insn[1].imm = insn->off;
18084                         insn->off = 0;
18085                         continue;
18086                 }
18087                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18088                         continue;
18089                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18090                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18091                 insn->imm = subprog;
18092         }
18093
18094         prog->jited = 1;
18095         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18096         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18097         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18098         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18099         prog->aux->func = func;
18100         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18101         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18102         return 0;
18103 out_free:
18104         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18105          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18106          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18107          */
18108         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18109                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18110                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18111         }
18112         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18113          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18114          * released with the main prog.
18115          */
18116         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18117                 if (!func[i])
18118                         continue;
18119                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18120                 bpf_jit_free(func[i]);
18121         }
18122         kfree(func);
18123 out_undo_insn:
18124         /* cleanup main prog to be interpreted */
18125         prog->jit_requested = 0;
18126         prog->blinding_requested = 0;
18127         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18128                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18129                         continue;
18130                 insn->off = 0;
18131                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18132         }
18133         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18134         return err;
18135 }
18136
18137 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18138 {
18139 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18140         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18141         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18142         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18143         int i, depth;
18144 #endif
18145         int err = 0;
18146
18147         if (env->prog->jit_requested &&
18148             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18149                 err = jit_subprogs(env);
18150                 if (err == 0)
18151                         return 0;
18152                 if (err == -EFAULT)
18153                         return err;
18154         }
18155 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18156         if (has_kfunc_call) {
18157                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18158                 return -EINVAL;
18159         }
18160         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18161                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18162                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18163                  */
18164                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18165                 return -EINVAL;
18166         }
18167         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18168                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18169                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18170                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18171                          */
18172                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18173                         return -EINVAL;
18174                 }
18175
18176                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18177                         continue;
18178                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18179                 if (depth < 0)
18180                         return depth;
18181                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18182         }
18183         err = 0;
18184 #endif
18185         return err;
18186 }
18187
18188 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18189 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18190                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18191 {
18192         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18193         bool seen_direct_write;
18194         void *xdp_kfunc;
18195         bool is_rdonly;
18196
18197         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18198                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18199                 if (xdp_kfunc) {
18200                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18201                         return;
18202                 }
18203                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18204         }
18205
18206         if (offset)
18207                 return;
18208
18209         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18210                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18211                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18212
18213                 if (is_rdonly)
18214                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18215
18216                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18217                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18218                  */
18219                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18220         }
18221 }
18222
18223 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18224                                             u16 struct_meta_reg,
18225                                             u16 node_offset_reg,
18226                                             struct bpf_insn *insn,
18227                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18228                                             int *cnt)
18229 {
18230         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18231         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18232
18233         insn_buf[0] = addr[0];
18234         insn_buf[1] = addr[1];
18235         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18236         insn_buf[3] = *insn;
18237         *cnt = 4;
18238 }
18239
18240 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18241                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18242 {
18243         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18244
18245         if (!insn->imm) {
18246                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18247                 return -EINVAL;
18248         }
18249
18250         *cnt = 0;
18251
18252         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18253          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18254          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18255          */
18256         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18257         if (!desc) {
18258                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18259                         insn->imm);
18260                 return -EFAULT;
18261         }
18262
18263         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18264                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18265         if (insn->off)
18266                 return 0;
18267         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18268                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18269                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18270                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18271
18272                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18273                 insn_buf[1] = addr[0];
18274                 insn_buf[2] = addr[1];
18275                 insn_buf[3] = *insn;
18276                 *cnt = 4;
18277         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18278                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18279                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18280                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18281
18282                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
18283                     !kptr_struct_meta) {
18284                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18285                                 insn_idx);
18286                         return -EFAULT;
18287                 }
18288
18289                 insn_buf[0] = addr[0];
18290                 insn_buf[1] = addr[1];
18291                 insn_buf[2] = *insn;
18292                 *cnt = 3;
18293         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18294                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18295                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18296                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18297                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18298                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18299
18300                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18301                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18302                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18303                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18304                 }
18305
18306                 if (!kptr_struct_meta) {
18307                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18308                                 insn_idx);
18309                         return -EFAULT;
18310                 }
18311
18312                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18313                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18314         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18315                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18316                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18317                 *cnt = 1;
18318         }
18319         return 0;
18320 }
18321
18322 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18323  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18324  */
18325 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18326 {
18327         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18328         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18329         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18330         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18331         const struct bpf_func_proto *fn;
18332         const int insn_cnt = prog->len;
18333         const struct bpf_map_ops *ops;
18334         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18335         struct bpf_insn insn_buf[16];
18336         struct bpf_prog *new_prog;
18337         struct bpf_map *map_ptr;
18338         int i, ret, cnt, delta = 0;
18339
18340         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18341                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18342                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18343                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18344                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18345                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18346                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18347                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18348                         struct bpf_insn *patchlet;
18349                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18350                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18351                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18352                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18353                                              0, 2, 0),
18354                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18355                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18356                                 *insn,
18357                         };
18358                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18359                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18360                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18361                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18362                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18363                                 *insn,
18364                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18365                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18366                         };
18367
18368                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18369                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18370                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18371
18372                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18373                         if (!new_prog)
18374                                 return -ENOMEM;
18375
18376                         delta    += cnt - 1;
18377                         env->prog = prog = new_prog;
18378                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18379                         continue;
18380                 }
18381
18382                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18383                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18384                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18385                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18386                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18387                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18388                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18389                                 return -EINVAL;
18390                         }
18391
18392                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18393                         if (!new_prog)
18394                                 return -ENOMEM;
18395
18396                         delta    += cnt - 1;
18397                         env->prog = prog = new_prog;
18398                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18399                         continue;
18400                 }
18401
18402                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18403                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18404                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18405                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18406                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18407                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18408                         bool issrc, isneg, isimm;
18409                         u32 off_reg;
18410
18411                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18412                         if (!aux->alu_state ||
18413                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18414                                 continue;
18415
18416                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18417                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18418                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18419                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18420
18421                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18422                         if (isimm) {
18423                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18424                         } else {
18425                                 if (isneg)
18426                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18427                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18428                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18429                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18430                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18431                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18432                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18433                         }
18434                         if (!issrc)
18435                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18436                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18437                         if (isneg)
18438                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18439                                              code_sub : code_add;
18440                         *patch++ = *insn;
18441                         if (issrc && isneg && !isimm)
18442                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18443                         cnt = patch - insn_buf;
18444
18445                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18446                         if (!new_prog)
18447                                 return -ENOMEM;
18448
18449                         delta    += cnt - 1;
18450                         env->prog = prog = new_prog;
18451                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18452                         continue;
18453                 }
18454
18455                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18456                         continue;
18457                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18458                         continue;
18459                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18460                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18461                         if (ret)
18462                                 return ret;
18463                         if (cnt == 0)
18464                                 continue;
18465
18466                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18467                         if (!new_prog)
18468                                 return -ENOMEM;
18469
18470                         delta    += cnt - 1;
18471                         env->prog = prog = new_prog;
18472                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18473                         continue;
18474                 }
18475
18476                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18477                         prog->dst_needed = 1;
18478                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18479                         bpf_user_rnd_init_once();
18480                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18481                         prog->kprobe_override = 1;
18482                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18483                         /* If we tail call into other programs, we
18484                          * cannot make any assumptions since they can
18485                          * be replaced dynamically during runtime in
18486                          * the program array.
18487                          */
18488                         prog->cb_access = 1;
18489                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18490                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18491                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18492
18493                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18494                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18495                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18496                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18497                          */
18498                         insn->imm = 0;
18499                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18500
18501                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18502                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18503                             prog->jit_requested &&
18504                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18505                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18506                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18507                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18508                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18509                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18510                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18511                                         .insn_idx = i + delta,
18512                                 };
18513
18514                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18515                                 if (ret < 0) {
18516                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18517                                         return ret;
18518                                 }
18519
18520                                 insn->imm = ret + 1;
18521                                 continue;
18522                         }
18523
18524                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18525                                 continue;
18526
18527                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18528                          * emit two extra insns:
18529                          * if (index >= max_entries) goto out;
18530                          * index &= array->index_mask;
18531                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18532                          */
18533                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18534                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18535                                 return -EINVAL;
18536                         }
18537
18538                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18539                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18540                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18541                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18542                                                     container_of(map_ptr,
18543                                                                  struct bpf_array,
18544                                                                  map)->index_mask);
18545                         insn_buf[2] = *insn;
18546                         cnt = 3;
18547                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18548                         if (!new_prog)
18549                                 return -ENOMEM;
18550
18551                         delta    += cnt - 1;
18552                         env->prog = prog = new_prog;
18553                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18554                         continue;
18555                 }
18556
18557                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18558                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18559                          * with different maps and the register states prepared by
18560                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18561                          *
18562                          * The following use case is valid:
18563                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18564                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18565                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18566                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18567                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18568                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18569                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18570                          */
18571                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18572                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18573                         };
18574
18575                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18576                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18577                         insn_buf[2] = *insn;
18578                         cnt = 3;
18579
18580                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18581                         if (!new_prog)
18582                                 return -ENOMEM;
18583
18584                         delta    += cnt - 1;
18585                         env->prog = prog = new_prog;
18586                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18587                         goto patch_call_imm;
18588                 }
18589
18590                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18591                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18592                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18593                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18594                         else
18595                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18596                         insn_buf[1] = *insn;
18597                         cnt = 2;
18598
18599                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18600                         if (!new_prog)
18601                                 return -ENOMEM;
18602
18603                         delta += cnt - 1;
18604                         env->prog = prog = new_prog;
18605                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18606                         goto patch_call_imm;
18607                 }
18608
18609                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18610                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18611                  * only.
18612                  */
18613                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18614                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18615                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18616                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18617                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18618                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18619                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18620                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18621                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18622                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18623                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18624                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18625                                 goto patch_call_imm;
18626
18627                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18628                         ops = map_ptr->ops;
18629                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18630                             ops->map_gen_lookup) {
18631                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18632                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18633                                         goto patch_map_ops_generic;
18634                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18635                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18636                                         return -EINVAL;
18637                                 }
18638
18639                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18640                                                                insn_buf, cnt);
18641                                 if (!new_prog)
18642                                         return -ENOMEM;
18643
18644                                 delta    += cnt - 1;
18645                                 env->prog = prog = new_prog;
18646                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18647                                 continue;
18648                         }
18649
18650                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18651                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18652                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18653                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18654                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18655                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18656                                               u64 flags))NULL));
18657                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18658                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18659                                               u64 flags))NULL));
18660                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18661                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18662                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18663                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18664                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18665                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18666                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18667                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18668                                               bpf_callback_t callback_fn,
18669                                               void *callback_ctx,
18670                                               u64 flags))NULL));
18671                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18672                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18673
18674 patch_map_ops_generic:
18675                         switch (insn->imm) {
18676                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18677                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18678                                 continue;
18679                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18680                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18681                                 continue;
18682                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18683                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18684                                 continue;
18685                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18686                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18687                                 continue;
18688                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18689                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18690                                 continue;
18691                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18692                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18693                                 continue;
18694                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18695                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18696                                 continue;
18697                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18698                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18699                                 continue;
18700                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18701                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18702                                 continue;
18703                         }
18704
18705                         goto patch_call_imm;
18706                 }
18707
18708                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18709                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18710                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18711                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18712                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18713                                              (unsigned long)&jiffies),
18714                         };
18715
18716                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18717                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18718                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18719                                                   BPF_REG_0, 0);
18720                         cnt = 3;
18721
18722                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18723                                                        cnt);
18724                         if (!new_prog)
18725                                 return -ENOMEM;
18726
18727                         delta    += cnt - 1;
18728                         env->prog = prog = new_prog;
18729                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18730                         continue;
18731                 }
18732
18733                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18734                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18735                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18736                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18737                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18738                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18739                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18740                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18741                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18742                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18743                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18744                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18745                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18746                         cnt = 9;
18747
18748                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18749                         if (!new_prog)
18750                                 return -ENOMEM;
18751
18752                         delta    += cnt - 1;
18753                         env->prog = prog = new_prog;
18754                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18755                         continue;
18756                 }
18757
18758                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18759                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18760                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18761                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18762                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18763                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18764                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18765                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18766                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18767                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18768                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18769                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18770                                 cnt = 6;
18771                         } else {
18772                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18773                                 cnt = 1;
18774                         }
18775
18776                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18777                         if (!new_prog)
18778                                 return -ENOMEM;
18779
18780                         delta    += cnt - 1;
18781                         env->prog = prog = new_prog;
18782                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18783                         continue;
18784                 }
18785
18786                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18787                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18788                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18789                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18790                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18791
18792                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18793                         if (!new_prog)
18794                                 return -ENOMEM;
18795
18796                         env->prog = prog = new_prog;
18797                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18798                         continue;
18799                 }
18800
18801                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18802                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18803                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18804                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18805                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18806
18807                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18808                         if (!new_prog)
18809                                 return -ENOMEM;
18810
18811                         env->prog = prog = new_prog;
18812                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18813                         continue;
18814                 }
18815
18816 patch_call_imm:
18817                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18818                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18819                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18820                  */
18821                 if (!fn->func) {
18822                         verbose(env,
18823                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18824                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18825                         return -EFAULT;
18826                 }
18827                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18828         }
18829
18830         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18831         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18832                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18833                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18834                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18835                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18836                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18837                         return -EINVAL;
18838                 }
18839
18840                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18841                 if (ret < 0) {
18842                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18843                         return ret;
18844                 }
18845         }
18846
18847         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18848
18849         return 0;
18850 }
18851
18852 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18853                                         int position,
18854                                         s32 stack_base,
18855                                         u32 callback_subprogno,
18856                                         u32 *cnt)
18857 {
18858         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18859         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18860         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18861         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18862         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18863         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18864
18865         struct bpf_prog *new_prog;
18866         u32 callback_start;
18867         u32 call_insn_offset;
18868         s32 callback_offset;
18869
18870         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18871          * be careful to modify this code in sync.
18872          */
18873         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18874                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18875                  * expected number of iterations is too big.
18876                  */
18877                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18878                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18879                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18880                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18881                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18882                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18883                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18884                 /* initialize loop vars */
18885                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18886                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18887                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18888                 /* loop header,
18889                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18890                  */
18891                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18892                 /* callback call,
18893                  * correct callback offset would be set after patching
18894                  */
18895                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18896                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18897                 BPF_CALL_REL(0),
18898                 /* increment loop counter */
18899                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18900                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18901                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18902                 /* return value of bpf_loop,
18903                  * set R0 to the number of iterations
18904                  */
18905                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18906                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18907                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18908                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18909                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18910         };
18911
18912         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18913         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18914         if (!new_prog)
18915                 return new_prog;
18916
18917         /* callback start is known only after patching */
18918         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18919         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18920         call_insn_offset = position + 12;
18921         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18922         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18923
18924         return new_prog;
18925 }
18926
18927 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18928 {
18929         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18930                 insn->src_reg == 0 &&
18931                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18932 }
18933
18934 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18935  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18936  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18937  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18938  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18939  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18940  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18941  * variables.
18942  */
18943 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18944 {
18945         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18946         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18947         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18948         int insn_cnt = env->prog->len;
18949         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18950         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18951         u16 stack_depth_extra = 0;
18952
18953         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18954                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18955                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18956
18957                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18958                         struct bpf_prog *new_prog;
18959
18960                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18961                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18962                                                    i + delta,
18963                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18964                                                    inline_state->callback_subprogno,
18965                                                    &cnt);
18966                         if (!new_prog)
18967                                 return -ENOMEM;
18968
18969                         delta     += cnt - 1;
18970                         env->prog  = new_prog;
18971                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
18972                 }
18973
18974                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
18975                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
18976                         cur_subprog++;
18977                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18978                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18979                         stack_depth_extra = 0;
18980                 }
18981         }
18982
18983         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
18984
18985         return 0;
18986 }
18987
18988 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
18989 {
18990         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
18991         int i;
18992
18993         sl = env->free_list;
18994         while (sl) {
18995                 sln = sl->next;
18996                 free_verifier_state(&sl->state, false);
18997                 kfree(sl);
18998                 sl = sln;
18999         }
19000         env->free_list = NULL;
19001
19002         if (!env->explored_states)
19003                 return;
19004
19005         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
19006                 sl = env->explored_states[i];
19007
19008                 while (sl) {
19009                         sln = sl->next;
19010                         free_verifier_state(&sl->state, false);
19011                         kfree(sl);
19012                         sl = sln;
19013                 }
19014                 env->explored_states[i] = NULL;
19015         }
19016 }
19017
19018 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
19019 {
19020         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
19021         struct bpf_verifier_state *state;
19022         struct bpf_reg_state *regs;
19023         int ret, i;
19024
19025         env->prev_linfo = NULL;
19026         env->pass_cnt++;
19027
19028         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
19029         if (!state)
19030                 return -ENOMEM;
19031         state->curframe = 0;
19032         state->speculative = false;
19033         state->branches = 1;
19034         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
19035         if (!state->frame[0]) {
19036                 kfree(state);
19037                 return -ENOMEM;
19038         }
19039         env->cur_state = state;
19040         init_func_state(env, state->frame[0],
19041                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19042                         0 /* frameno */,
19043                         subprog);
19044         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19045         state->last_insn_idx = -1;
19046
19047         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19048         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19049                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19050                 if (ret)
19051                         goto out;
19052                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19053                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19054                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19055                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19056                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19057                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19058                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19059
19060                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19061                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19062                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19063                         }
19064                 }
19065         } else {
19066                 /* 1st arg to a function */
19067                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19068                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19069                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19070                 if (ret == -EFAULT)
19071                         /* unlikely verifier bug. abort.
19072                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19073                          * main() function due to backward compatibility.
19074                          * Like socket filter program may be written as:
19075                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19076                          * and never dereference that ctx in the program.
19077                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19078                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19079                          */
19080                         goto out;
19081         }
19082
19083         ret = do_check(env);
19084 out:
19085         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19086          * do_check() under memory pressure.
19087          */
19088         if (env->cur_state) {
19089                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19090                 env->cur_state = NULL;
19091         }
19092         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19093         if (!ret && pop_log)
19094                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19095         free_states(env);
19096         return ret;
19097 }
19098
19099 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19100  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19101  * Consider:
19102  * int bar(int);
19103  * int foo(int f)
19104  * {
19105  *    return bar(f);
19106  * }
19107  * int bar(int b)
19108  * {
19109  *    ...
19110  * }
19111  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19112  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19113  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19114  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19115  */
19116 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19117 {
19118         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19119         int i, ret;
19120
19121         if (!aux->func_info)
19122                 return 0;
19123
19124         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19125                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19126                         continue;
19127                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19128                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19129                 ret = do_check_common(env, i);
19130                 if (ret) {
19131                         return ret;
19132                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19133                         verbose(env,
19134                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19135                                 i);
19136                 }
19137         }
19138         return 0;
19139 }
19140
19141 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19142 {
19143         int ret;
19144
19145         env->insn_idx = 0;
19146         ret = do_check_common(env, 0);
19147         if (!ret)
19148                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19149         return ret;
19150 }
19151
19152
19153 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19154 {
19155         int i;
19156
19157         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19158                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19159                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19160                 verbose(env, "stack depth ");
19161                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19162                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19163
19164                         verbose(env, "%d", depth);
19165                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19166                                 verbose(env, "+");
19167                 }
19168                 verbose(env, "\n");
19169         }
19170         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19171                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19172                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19173                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19174                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19175 }
19176
19177 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19178 {
19179         const struct btf_type *t, *func_proto;
19180         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19181         const struct btf_member *member;
19182         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19183         u32 btf_id, member_idx;
19184         const char *mname;
19185
19186         if (!prog->gpl_compatible) {
19187                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19188                 return -EINVAL;
19189         }
19190
19191         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19192         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19193         if (!st_ops) {
19194                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19195                         btf_id);
19196                 return -ENOTSUPP;
19197         }
19198
19199         t = st_ops->type;
19200         member_idx = prog->expected_attach_type;
19201         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19202                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19203                         member_idx, st_ops->name);
19204                 return -EINVAL;
19205         }
19206
19207         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19208         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19209         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19210                                                NULL);
19211         if (!func_proto) {
19212                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19213                         mname, member_idx, st_ops->name);
19214                 return -EINVAL;
19215         }
19216
19217         if (st_ops->check_member) {
19218                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19219
19220                 if (err) {
19221                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19222                                 mname, st_ops->name);
19223                         return err;
19224                 }
19225         }
19226
19227         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19228         prog->aux->attach_func_name = mname;
19229         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19230
19231         return 0;
19232 }
19233 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19234
19235 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19236 {
19237         if (within_error_injection_list(addr) ||
19238             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19239                 return 0;
19240
19241         return -EINVAL;
19242 }
19243
19244 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19245  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19246  */
19247 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19248 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19249  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19250  */
19251 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19252 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19253 BTF_ID(func, should_failslab)
19254 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19255
19256 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19257 {
19258         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19259 }
19260
19261 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19262                             const struct bpf_prog *prog,
19263                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19264                             u32 btf_id,
19265                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19266 {
19267         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19268         const char prefix[] = "btf_trace_";
19269         int ret = 0, subprog = -1, i;
19270         const struct btf_type *t;
19271         bool conservative = true;
19272         const char *tname;
19273         struct btf *btf;
19274         long addr = 0;
19275         struct module *mod = NULL;
19276
19277         if (!btf_id) {
19278                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19279                 return -EINVAL;
19280         }
19281         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19282         if (!btf) {
19283                 bpf_log(log,
19284                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19285                 return -EINVAL;
19286         }
19287         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19288         if (!t) {
19289                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19290                 return -EINVAL;
19291         }
19292         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19293         if (!tname) {
19294                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19295                 return -EINVAL;
19296         }
19297         if (tgt_prog) {
19298                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19299
19300                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19301                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19302                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19303                         return -EINVAL;
19304                 }
19305
19306                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19307                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19308                                 subprog = i;
19309                                 break;
19310                         }
19311                 if (subprog == -1) {
19312                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19313                         return -EINVAL;
19314                 }
19315                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19316                 if (prog_extension) {
19317                         if (conservative) {
19318                                 bpf_log(log,
19319                                         "Cannot replace static functions\n");
19320                                 return -EINVAL;
19321                         }
19322                         if (!prog->jit_requested) {
19323                                 bpf_log(log,
19324                                         "Extension programs should be JITed\n");
19325                                 return -EINVAL;
19326                         }
19327                 }
19328                 if (!tgt_prog->jited) {
19329                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19330                         return -EINVAL;
19331                 }
19332                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19333                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19334                          * Cannot attach program extension to another extension.
19335                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19336                          */
19337                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19338                         return -EINVAL;
19339                 }
19340                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19341                     prog_extension &&
19342                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19343                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19344                         /* Program extensions can extend all program types
19345                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19346                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19347                          * analysis, stats and can be attached to any program
19348                          * type except themselves. When extension program is
19349                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19350                          * performance analysis of all functions. Both original
19351                          * XDP program and its program extension. Hence
19352                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19353                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19354                          * would be possible to create long call chain
19355                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19356                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19357                          * allowed.
19358                          */
19359                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19360                         return -EINVAL;
19361                 }
19362         } else {
19363                 if (prog_extension) {
19364                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19365                         return -EINVAL;
19366                 }
19367         }
19368
19369         switch (prog->expected_attach_type) {
19370         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19371                 if (tgt_prog) {
19372                         bpf_log(log,
19373                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19374                         return -EINVAL;
19375                 }
19376                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19377                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19378                                 btf_id);
19379                         return -EINVAL;
19380                 }
19381                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19382                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19383                                 btf_id, tname);
19384                         return -EINVAL;
19385                 }
19386                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19387                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19388                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19389                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19390                         return -EINVAL;
19391                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19392                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19393                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19394                         return -EINVAL;
19395
19396                 break;
19397         case BPF_TRACE_ITER:
19398                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19399                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19400                                 btf_id);
19401                         return -EINVAL;
19402                 }
19403                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19404                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19405                         return -EINVAL;
19406                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19407                 if (ret)
19408                         return ret;
19409                 break;
19410         default:
19411                 if (!prog_extension)
19412                         return -EINVAL;
19413                 fallthrough;
19414         case BPF_MODIFY_RETURN:
19415         case BPF_LSM_MAC:
19416         case BPF_LSM_CGROUP:
19417         case BPF_TRACE_FENTRY:
19418         case BPF_TRACE_FEXIT:
19419                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19420                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19421                                 btf_id);
19422                         return -EINVAL;
19423                 }
19424                 if (prog_extension &&
19425                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19426                         return -EINVAL;
19427                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19428                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19429                         return -EINVAL;
19430
19431                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19432                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19433                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19434                         return -EINVAL;
19435
19436                 if (tgt_prog && conservative)
19437                         t = NULL;
19438
19439                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19440                 if (ret < 0)
19441                         return ret;
19442
19443                 if (tgt_prog) {
19444                         if (subprog == 0)
19445                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19446                         else
19447                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19448                 } else {
19449                         if (btf_is_module(btf)) {
19450                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19451                                 if (mod)
19452                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19453                                 else
19454                                         addr = 0;
19455                         } else {
19456                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19457                         }
19458                         if (!addr) {
19459                                 module_put(mod);
19460                                 bpf_log(log,
19461                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19462                                         tname);
19463                                 return -ENOENT;
19464                         }
19465                 }
19466
19467                 if (prog->aux->sleepable) {
19468                         ret = -EINVAL;
19469                         switch (prog->type) {
19470                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19471
19472                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19473                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19474                                  */
19475                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19476                                     within_error_injection_list(addr))
19477                                         ret = 0;
19478                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19479                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19480                                  */
19481                                 else {
19482                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19483                                                                                 prog);
19484
19485                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19486                                                 ret = 0;
19487                                 }
19488                                 break;
19489                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19490                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19491                                  * Only some of them are sleepable.
19492                                  */
19493                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19494                                         ret = 0;
19495                                 break;
19496                         default:
19497                                 break;
19498                         }
19499                         if (ret) {
19500                                 module_put(mod);
19501                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19502                                 return ret;
19503                         }
19504                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19505                         if (tgt_prog) {
19506                                 module_put(mod);
19507                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19508                                 return -EINVAL;
19509                         }
19510                         ret = -EINVAL;
19511                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19512                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19513                                 ret = 0;
19514                         if (ret) {
19515                                 module_put(mod);
19516                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19517                                 return ret;
19518                         }
19519                 }
19520
19521                 break;
19522         }
19523         tgt_info->tgt_addr = addr;
19524         tgt_info->tgt_name = tname;
19525         tgt_info->tgt_type = t;
19526         tgt_info->tgt_mod = mod;
19527         return 0;
19528 }
19529
19530 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19531 BTF_ID_UNUSED
19532 #ifdef CONFIG_SMP
19533 BTF_ID(func, migrate_disable)
19534 BTF_ID(func, migrate_enable)
19535 #endif
19536 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19537 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19538 #endif
19539 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19540 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19541 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19542 #endif
19543 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19544 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19545 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19546 #endif
19547 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19548
19549 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19550 {
19551         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19552                 switch (prog->expected_attach_type) {
19553                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19554                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19555                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19556                 case BPF_TRACE_ITER:
19557                         return true;
19558                 default:
19559                         return false;
19560                 }
19561         }
19562         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19563                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19564                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19565 }
19566
19567 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19568 {
19569         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19570         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19571         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19572         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19573         struct bpf_trampoline *tr;
19574         int ret;
19575         u64 key;
19576
19577         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19578                 if (prog->aux->sleepable)
19579                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19580                         return 0;
19581                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19582                 return -EINVAL;
19583         }
19584
19585         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19586                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19587                 return -EINVAL;
19588         }
19589
19590         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19591                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19592
19593         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19594             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19595             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19596                 return 0;
19597
19598         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19599         if (ret)
19600                 return ret;
19601
19602         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19603                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19604                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19605                  * verification
19606                  */
19607                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19608                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19609         }
19610
19611         /* store info about the attachment target that will be used later */
19612         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19613         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19614         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19615
19616         if (tgt_prog) {
19617                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19618                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19619         }
19620
19621         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19622                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19623                 return 0;
19624         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19625                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19626                         return -EINVAL;
19627                 return 0;
19628         }
19629
19630         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19631                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19632                 if (ret < 0)
19633                         return ret;
19634         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19635                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19636                 return -EINVAL;
19637         }
19638
19639         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19640         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19641         if (!tr)
19642                 return -ENOMEM;
19643
19644         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19645         return 0;
19646 }
19647
19648 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19649 {
19650         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19651                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19652                 if (!btf_vmlinux)
19653                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19654                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19655         }
19656         return btf_vmlinux;
19657 }
19658
19659 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19660 {
19661         u64 start_time = ktime_get_ns();
19662         struct bpf_verifier_env *env;
19663         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19664         u32 log_true_size;
19665         bool is_priv;
19666
19667         /* no program is valid */
19668         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19669                 return -EINVAL;
19670
19671         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19672          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19673          */
19674         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19675         if (!env)
19676                 return -ENOMEM;
19677
19678         env->bt.env = env;
19679
19680         len = (*prog)->len;
19681         env->insn_aux_data =
19682                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19683         ret = -ENOMEM;
19684         if (!env->insn_aux_data)
19685                 goto err_free_env;
19686         for (i = 0; i < len; i++)
19687                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19688         env->prog = *prog;
19689         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19690         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19691         is_priv = bpf_capable();
19692
19693         bpf_get_btf_vmlinux();
19694
19695         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19696         if (!is_priv)
19697                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19698
19699         /* user could have requested verbose verifier output
19700          * and supplied buffer to store the verification trace
19701          */
19702         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19703                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19704                             attr->log_size);
19705         if (ret)
19706                 goto err_unlock;
19707
19708         mark_verifier_state_clean(env);
19709
19710         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19711                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19712                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19713                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19714                 goto skip_full_check;
19715         }
19716
19717         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19718         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19719                 env->strict_alignment = true;
19720         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19721                 env->strict_alignment = false;
19722
19723         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19724         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19725         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19726         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19727         env->bpf_capable = bpf_capable();
19728
19729         if (is_priv)
19730                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19731
19732         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19733                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19734                                        GFP_USER);
19735         ret = -ENOMEM;
19736         if (!env->explored_states)
19737                 goto skip_full_check;
19738
19739         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19740         if (ret < 0)
19741                 goto skip_full_check;
19742
19743         ret = check_subprogs(env);
19744         if (ret < 0)
19745                 goto skip_full_check;
19746
19747         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19748         if (ret < 0)
19749                 goto skip_full_check;
19750
19751         ret = check_attach_btf_id(env);
19752         if (ret)
19753                 goto skip_full_check;
19754
19755         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19756         if (ret < 0)
19757                 goto skip_full_check;
19758
19759         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19760                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19761                 if (ret)
19762                         goto skip_full_check;
19763         }
19764
19765         ret = check_cfg(env);
19766         if (ret < 0)
19767                 goto skip_full_check;
19768
19769         ret = do_check_subprogs(env);
19770         ret = ret ?: do_check_main(env);
19771
19772         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19773                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19774
19775 skip_full_check:
19776         kvfree(env->explored_states);
19777
19778         if (ret == 0)
19779                 ret = check_max_stack_depth(env);
19780
19781         /* instruction rewrites happen after this point */
19782         if (ret == 0)
19783                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19784
19785         if (is_priv) {
19786                 if (ret == 0)
19787                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19788                 if (ret == 0)
19789                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19790                 if (ret == 0)
19791                         ret = opt_remove_nops(env);
19792         } else {
19793                 if (ret == 0)
19794                         sanitize_dead_code(env);
19795         }
19796
19797         if (ret == 0)
19798                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19799                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19800
19801         if (ret == 0)
19802                 ret = do_misc_fixups(env);
19803
19804         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19805          * insns could be handled correctly.
19806          */
19807         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19808                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19809                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19810                                                                      : false;
19811         }
19812
19813         if (ret == 0)
19814                 ret = fixup_call_args(env);
19815
19816         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19817         print_verification_stats(env);
19818         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19819
19820         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19821         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19822         if (err)
19823                 ret = err;
19824
19825         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19826             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19827                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19828                 ret = -EFAULT;
19829                 goto err_release_maps;
19830         }
19831
19832         if (ret)
19833                 goto err_release_maps;
19834
19835         if (env->used_map_cnt) {
19836                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19837                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19838                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19839                                                           GFP_KERNEL);
19840
19841                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19842                         ret = -ENOMEM;
19843                         goto err_release_maps;
19844                 }
19845
19846                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19847                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19848                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19849         }
19850         if (env->used_btf_cnt) {
19851                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19852                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19853                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19854                                                           GFP_KERNEL);
19855                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19856                         ret = -ENOMEM;
19857                         goto err_release_maps;
19858                 }
19859
19860                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19861                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19862                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19863         }
19864         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19865                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19866                  * bpf_ld_imm64 instructions
19867                  */
19868                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19869         }
19870
19871         adjust_btf_func(env);
19872
19873 err_release_maps:
19874         if (!env->prog->aux->used_maps)
19875                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19876                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19877                  */
19878                 release_maps(env);
19879         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19880                 release_btfs(env);
19881
19882         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19883            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19884          */
19885         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19886                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19887
19888         *prog = env->prog;
19889 err_unlock:
19890         if (!is_priv)
19891                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19892         vfree(env->insn_aux_data);
19893 err_free_env:
19894         kfree(env);
19895         return ret;
19896 }