bpf: Reject variable offset alu on PTR_TO_FLOW_KEYS
[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         if (!print_all)
1519                 mark_verifier_state_clean(env);
1520 }
1521
1522 static inline u32 vlog_alignment(u32 pos)
1523 {
1524         return round_up(max(pos + BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT / 2, BPF_LOG_ALIGNMENT),
1525                         BPF_LOG_MIN_ALIGNMENT) - pos - 1;
1526 }
1527
1528 static void print_insn_state(struct bpf_verifier_env *env,
1529                              const struct bpf_func_state *state)
1530 {
1531         if (env->prev_log_pos && env->prev_log_pos == env->log.end_pos) {
1532                 /* remove new line character */
1533                 bpf_vlog_reset(&env->log, env->prev_log_pos - 1);
1534                 verbose(env, "%*c;", vlog_alignment(env->prev_insn_print_pos), ' ');
1535         } else {
1536                 verbose(env, "%d:", env->insn_idx);
1537         }
1538         print_verifier_state(env, state, false);
1539 }
1540
1541 /* copy array src of length n * size bytes to dst. dst is reallocated if it's too
1542  * small to hold src. This is different from krealloc since we don't want to preserve
1543  * the contents of dst.
1544  *
1545  * Leaves dst untouched if src is NULL or length is zero. Returns NULL if memory could
1546  * not be allocated.
1547  */
1548 static void *copy_array(void *dst, const void *src, size_t n, size_t size, gfp_t flags)
1549 {
1550         size_t alloc_bytes;
1551         void *orig = dst;
1552         size_t bytes;
1553
1554         if (ZERO_OR_NULL_PTR(src))
1555                 goto out;
1556
1557         if (unlikely(check_mul_overflow(n, size, &bytes)))
1558                 return NULL;
1559
1560         alloc_bytes = max(ksize(orig), kmalloc_size_roundup(bytes));
1561         dst = krealloc(orig, alloc_bytes, flags);
1562         if (!dst) {
1563                 kfree(orig);
1564                 return NULL;
1565         }
1566
1567         memcpy(dst, src, bytes);
1568 out:
1569         return dst ? dst : ZERO_SIZE_PTR;
1570 }
1571
1572 /* resize an array from old_n items to new_n items. the array is reallocated if it's too
1573  * small to hold new_n items. new items are zeroed out if the array grows.
1574  *
1575  * Contrary to krealloc_array, does not free arr if new_n is zero.
1576  */
1577 static void *realloc_array(void *arr, size_t old_n, size_t new_n, size_t size)
1578 {
1579         size_t alloc_size;
1580         void *new_arr;
1581
1582         if (!new_n || old_n == new_n)
1583                 goto out;
1584
1585         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(new_n, size));
1586         new_arr = krealloc(arr, alloc_size, GFP_KERNEL);
1587         if (!new_arr) {
1588                 kfree(arr);
1589                 return NULL;
1590         }
1591         arr = new_arr;
1592
1593         if (new_n > old_n)
1594                 memset(arr + old_n * size, 0, (new_n - old_n) * size);
1595
1596 out:
1597         return arr ? arr : ZERO_SIZE_PTR;
1598 }
1599
1600 static int copy_reference_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1601 {
1602         dst->refs = copy_array(dst->refs, src->refs, src->acquired_refs,
1603                                sizeof(struct bpf_reference_state), GFP_KERNEL);
1604         if (!dst->refs)
1605                 return -ENOMEM;
1606
1607         dst->acquired_refs = src->acquired_refs;
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 static int copy_stack_state(struct bpf_func_state *dst, const struct bpf_func_state *src)
1612 {
1613         size_t n = src->allocated_stack / BPF_REG_SIZE;
1614
1615         dst->stack = copy_array(dst->stack, src->stack, n, sizeof(struct bpf_stack_state),
1616                                 GFP_KERNEL);
1617         if (!dst->stack)
1618                 return -ENOMEM;
1619
1620         dst->allocated_stack = src->allocated_stack;
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 static int resize_reference_state(struct bpf_func_state *state, size_t n)
1625 {
1626         state->refs = realloc_array(state->refs, state->acquired_refs, n,
1627                                     sizeof(struct bpf_reference_state));
1628         if (!state->refs)
1629                 return -ENOMEM;
1630
1631         state->acquired_refs = n;
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 /* Possibly update state->allocated_stack to be at least size bytes. Also
1636  * possibly update the function's high-water mark in its bpf_subprog_info.
1637  */
1638 static int grow_stack_state(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *state, int size)
1639 {
1640         size_t old_n = state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE, n = size / BPF_REG_SIZE;
1641
1642         if (old_n >= n)
1643                 return 0;
1644
1645         state->stack = realloc_array(state->stack, old_n, n, sizeof(struct bpf_stack_state));
1646         if (!state->stack)
1647                 return -ENOMEM;
1648
1649         state->allocated_stack = size;
1650
1651         /* update known max for given subprogram */
1652         if (env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth < size)
1653                 env->subprog_info[state->subprogno].stack_depth = size;
1654
1655         return 0;
1656 }
1657
1658 /* Acquire a pointer id from the env and update the state->refs to include
1659  * this new pointer reference.
1660  * On success, returns a valid pointer id to associate with the register
1661  * On failure, returns a negative errno.
1662  */
1663 static int acquire_reference_state(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
1664 {
1665         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
1666         int new_ofs = state->acquired_refs;
1667         int id, err;
1668
1669         err = resize_reference_state(state, state->acquired_refs + 1);
1670         if (err)
1671                 return err;
1672         id = ++env->id_gen;
1673         state->refs[new_ofs].id = id;
1674         state->refs[new_ofs].insn_idx = insn_idx;
1675         state->refs[new_ofs].callback_ref = state->in_callback_fn ? state->frameno : 0;
1676
1677         return id;
1678 }
1679
1680 /* release function corresponding to acquire_reference_state(). Idempotent. */
1681 static int release_reference_state(struct bpf_func_state *state, int ptr_id)
1682 {
1683         int i, last_idx;
1684
1685         last_idx = state->acquired_refs - 1;
1686         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
1687                 if (state->refs[i].id == ptr_id) {
1688                         /* Cannot release caller references in callbacks */
1689                         if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
1690                                 return -EINVAL;
1691                         if (last_idx && i != last_idx)
1692                                 memcpy(&state->refs[i], &state->refs[last_idx],
1693                                        sizeof(*state->refs));
1694                         memset(&state->refs[last_idx], 0, sizeof(*state->refs));
1695                         state->acquired_refs--;
1696                         return 0;
1697                 }
1698         }
1699         return -EINVAL;
1700 }
1701
1702 static void free_func_state(struct bpf_func_state *state)
1703 {
1704         if (!state)
1705                 return;
1706         kfree(state->refs);
1707         kfree(state->stack);
1708         kfree(state);
1709 }
1710
1711 static void clear_jmp_history(struct bpf_verifier_state *state)
1712 {
1713         kfree(state->jmp_history);
1714         state->jmp_history = NULL;
1715         state->jmp_history_cnt = 0;
1716 }
1717
1718 static void free_verifier_state(struct bpf_verifier_state *state,
1719                                 bool free_self)
1720 {
1721         int i;
1722
1723         for (i = 0; i <= state->curframe; i++) {
1724                 free_func_state(state->frame[i]);
1725                 state->frame[i] = NULL;
1726         }
1727         clear_jmp_history(state);
1728         if (free_self)
1729                 kfree(state);
1730 }
1731
1732 /* copy verifier state from src to dst growing dst stack space
1733  * when necessary to accommodate larger src stack
1734  */
1735 static int copy_func_state(struct bpf_func_state *dst,
1736                            const struct bpf_func_state *src)
1737 {
1738         int err;
1739
1740         memcpy(dst, src, offsetof(struct bpf_func_state, acquired_refs));
1741         err = copy_reference_state(dst, src);
1742         if (err)
1743                 return err;
1744         return copy_stack_state(dst, src);
1745 }
1746
1747 static int copy_verifier_state(struct bpf_verifier_state *dst_state,
1748                                const struct bpf_verifier_state *src)
1749 {
1750         struct bpf_func_state *dst;
1751         int i, err;
1752
1753         dst_state->jmp_history = copy_array(dst_state->jmp_history, src->jmp_history,
1754                                             src->jmp_history_cnt, sizeof(struct bpf_idx_pair),
1755                                             GFP_USER);
1756         if (!dst_state->jmp_history)
1757                 return -ENOMEM;
1758         dst_state->jmp_history_cnt = src->jmp_history_cnt;
1759
1760         /* if dst has more stack frames then src frame, free them */
1761         for (i = src->curframe + 1; i <= dst_state->curframe; i++) {
1762                 free_func_state(dst_state->frame[i]);
1763                 dst_state->frame[i] = NULL;
1764         }
1765         dst_state->speculative = src->speculative;
1766         dst_state->active_rcu_lock = src->active_rcu_lock;
1767         dst_state->curframe = src->curframe;
1768         dst_state->active_lock.ptr = src->active_lock.ptr;
1769         dst_state->active_lock.id = src->active_lock.id;
1770         dst_state->branches = src->branches;
1771         dst_state->parent = src->parent;
1772         dst_state->first_insn_idx = src->first_insn_idx;
1773         dst_state->last_insn_idx = src->last_insn_idx;
1774         for (i = 0; i <= src->curframe; i++) {
1775                 dst = dst_state->frame[i];
1776                 if (!dst) {
1777                         dst = kzalloc(sizeof(*dst), GFP_KERNEL);
1778                         if (!dst)
1779                                 return -ENOMEM;
1780                         dst_state->frame[i] = dst;
1781                 }
1782                 err = copy_func_state(dst, src->frame[i]);
1783                 if (err)
1784                         return err;
1785         }
1786         return 0;
1787 }
1788
1789 static void update_branch_counts(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
1790 {
1791         while (st) {
1792                 u32 br = --st->branches;
1793
1794                 /* WARN_ON(br > 1) technically makes sense here,
1795                  * but see comment in push_stack(), hence:
1796                  */
1797                 WARN_ONCE((int)br < 0,
1798                           "BUG update_branch_counts:branches_to_explore=%d\n",
1799                           br);
1800                 if (br)
1801                         break;
1802                 st = st->parent;
1803         }
1804 }
1805
1806 static int pop_stack(struct bpf_verifier_env *env, int *prev_insn_idx,
1807                      int *insn_idx, bool pop_log)
1808 {
1809         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1810         struct bpf_verifier_stack_elem *elem, *head = env->head;
1811         int err;
1812
1813         if (env->head == NULL)
1814                 return -ENOENT;
1815
1816         if (cur) {
1817                 err = copy_verifier_state(cur, &head->st);
1818                 if (err)
1819                         return err;
1820         }
1821         if (pop_log)
1822                 bpf_vlog_reset(&env->log, head->log_pos);
1823         if (insn_idx)
1824                 *insn_idx = head->insn_idx;
1825         if (prev_insn_idx)
1826                 *prev_insn_idx = head->prev_insn_idx;
1827         elem = head->next;
1828         free_verifier_state(&head->st, false);
1829         kfree(head);
1830         env->head = elem;
1831         env->stack_size--;
1832         return 0;
1833 }
1834
1835 static struct bpf_verifier_state *push_stack(struct bpf_verifier_env *env,
1836                                              int insn_idx, int prev_insn_idx,
1837                                              bool speculative)
1838 {
1839         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
1840         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
1841         int err;
1842
1843         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
1844         if (!elem)
1845                 goto err;
1846
1847         elem->insn_idx = insn_idx;
1848         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
1849         elem->next = env->head;
1850         elem->log_pos = env->log.end_pos;
1851         env->head = elem;
1852         env->stack_size++;
1853         err = copy_verifier_state(&elem->st, cur);
1854         if (err)
1855                 goto err;
1856         elem->st.speculative |= speculative;
1857         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
1858                 verbose(env, "The sequence of %d jumps is too complex.\n",
1859                         env->stack_size);
1860                 goto err;
1861         }
1862         if (elem->st.parent) {
1863                 ++elem->st.parent->branches;
1864                 /* WARN_ON(branches > 2) technically makes sense here,
1865                  * but
1866                  * 1. speculative states will bump 'branches' for non-branch
1867                  * instructions
1868                  * 2. is_state_visited() heuristics may decide not to create
1869                  * a new state for a sequence of branches and all such current
1870                  * and cloned states will be pointing to a single parent state
1871                  * which might have large 'branches' count.
1872                  */
1873         }
1874         return &elem->st;
1875 err:
1876         free_verifier_state(env->cur_state, true);
1877         env->cur_state = NULL;
1878         /* pop all elements and return */
1879         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
1880         return NULL;
1881 }
1882
1883 #define CALLER_SAVED_REGS 6
1884 static const int caller_saved[CALLER_SAVED_REGS] = {
1885         BPF_REG_0, BPF_REG_1, BPF_REG_2, BPF_REG_3, BPF_REG_4, BPF_REG_5
1886 };
1887
1888 /* This helper doesn't clear reg->id */
1889 static void ___mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1890 {
1891         reg->var_off = tnum_const(imm);
1892         reg->smin_value = (s64)imm;
1893         reg->smax_value = (s64)imm;
1894         reg->umin_value = imm;
1895         reg->umax_value = imm;
1896
1897         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1898         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1899         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1900         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1901 }
1902
1903 /* Mark the unknown part of a register (variable offset or scalar value) as
1904  * known to have the value @imm.
1905  */
1906 static void __mark_reg_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1907 {
1908         /* Clear off and union(map_ptr, range) */
1909         memset(((u8 *)reg) + sizeof(reg->type), 0,
1910                offsetof(struct bpf_reg_state, var_off) - sizeof(reg->type));
1911         reg->id = 0;
1912         reg->ref_obj_id = 0;
1913         ___mark_reg_known(reg, imm);
1914 }
1915
1916 static void __mark_reg32_known(struct bpf_reg_state *reg, u64 imm)
1917 {
1918         reg->var_off = tnum_const_subreg(reg->var_off, imm);
1919         reg->s32_min_value = (s32)imm;
1920         reg->s32_max_value = (s32)imm;
1921         reg->u32_min_value = (u32)imm;
1922         reg->u32_max_value = (u32)imm;
1923 }
1924
1925 /* Mark the 'variable offset' part of a register as zero.  This should be
1926  * used only on registers holding a pointer type.
1927  */
1928 static void __mark_reg_known_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1929 {
1930         __mark_reg_known(reg, 0);
1931 }
1932
1933 static void __mark_reg_const_zero(struct bpf_reg_state *reg)
1934 {
1935         __mark_reg_known(reg, 0);
1936         reg->type = SCALAR_VALUE;
1937 }
1938
1939 static void mark_reg_known_zero(struct bpf_verifier_env *env,
1940                                 struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
1941 {
1942         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
1943                 verbose(env, "mark_reg_known_zero(regs, %u)\n", regno);
1944                 /* Something bad happened, let's kill all regs */
1945                 for (regno = 0; regno < MAX_BPF_REG; regno++)
1946                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
1947                 return;
1948         }
1949         __mark_reg_known_zero(regs + regno);
1950 }
1951
1952 static void __mark_dynptr_reg(struct bpf_reg_state *reg, enum bpf_dynptr_type type,
1953                               bool first_slot, int dynptr_id)
1954 {
1955         /* reg->type has no meaning for STACK_DYNPTR, but when we set reg for
1956          * callback arguments, it does need to be CONST_PTR_TO_DYNPTR, so simply
1957          * set it unconditionally as it is ignored for STACK_DYNPTR anyway.
1958          */
1959         __mark_reg_known_zero(reg);
1960         reg->type = CONST_PTR_TO_DYNPTR;
1961         /* Give each dynptr a unique id to uniquely associate slices to it. */
1962         reg->id = dynptr_id;
1963         reg->dynptr.type = type;
1964         reg->dynptr.first_slot = first_slot;
1965 }
1966
1967 static void mark_ptr_not_null_reg(struct bpf_reg_state *reg)
1968 {
1969         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MAP_VALUE) {
1970                 const struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
1971
1972                 if (map->inner_map_meta) {
1973                         reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
1974                         reg->map_ptr = map->inner_map_meta;
1975                         /* transfer reg's id which is unique for every map_lookup_elem
1976                          * as UID of the inner map.
1977                          */
1978                         if (btf_record_has_field(map->inner_map_meta->record, BPF_TIMER))
1979                                 reg->map_uid = reg->id;
1980                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_XSKMAP) {
1981                         reg->type = PTR_TO_XDP_SOCK;
1982                 } else if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP ||
1983                            map->map_type == BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH) {
1984                         reg->type = PTR_TO_SOCKET;
1985                 } else {
1986                         reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
1987                 }
1988                 return;
1989         }
1990
1991         reg->type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
1992 }
1993
1994 static void mark_reg_graph_node(struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
1995                                 struct btf_field_graph_root *ds_head)
1996 {
1997         __mark_reg_known_zero(&regs[regno]);
1998         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
1999         regs[regno].btf = ds_head->btf;
2000         regs[regno].btf_id = ds_head->value_btf_id;
2001         regs[regno].off = ds_head->node_offset;
2002 }
2003
2004 static bool reg_is_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg)
2005 {
2006         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
2007 }
2008
2009 static bool reg_is_pkt_pointer_any(const struct bpf_reg_state *reg)
2010 {
2011         return reg_is_pkt_pointer(reg) ||
2012                reg->type == PTR_TO_PACKET_END;
2013 }
2014
2015 static bool reg_is_dynptr_slice_pkt(const struct bpf_reg_state *reg)
2016 {
2017         return base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM &&
2018                 (reg->type & DYNPTR_TYPE_SKB || reg->type & DYNPTR_TYPE_XDP);
2019 }
2020
2021 /* Unmodified PTR_TO_PACKET[_META,_END] register from ctx access. */
2022 static bool reg_is_init_pkt_pointer(const struct bpf_reg_state *reg,
2023                                     enum bpf_reg_type which)
2024 {
2025         /* The register can already have a range from prior markings.
2026          * This is fine as long as it hasn't been advanced from its
2027          * origin.
2028          */
2029         return reg->type == which &&
2030                reg->id == 0 &&
2031                reg->off == 0 &&
2032                tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
2033 }
2034
2035 /* Reset the min/max bounds of a register */
2036 static void __mark_reg_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2037 {
2038         reg->smin_value = S64_MIN;
2039         reg->smax_value = S64_MAX;
2040         reg->umin_value = 0;
2041         reg->umax_value = U64_MAX;
2042
2043         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2044         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2045         reg->u32_min_value = 0;
2046         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2047 }
2048
2049 static void __mark_reg64_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2050 {
2051         reg->smin_value = S64_MIN;
2052         reg->smax_value = S64_MAX;
2053         reg->umin_value = 0;
2054         reg->umax_value = U64_MAX;
2055 }
2056
2057 static void __mark_reg32_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
2058 {
2059         reg->s32_min_value = S32_MIN;
2060         reg->s32_max_value = S32_MAX;
2061         reg->u32_min_value = 0;
2062         reg->u32_max_value = U32_MAX;
2063 }
2064
2065 static void __update_reg32_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2066 {
2067         struct tnum var32_off = tnum_subreg(reg->var_off);
2068
2069         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2070         reg->s32_min_value = max_t(s32, reg->s32_min_value,
2071                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MIN));
2072         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2073         reg->s32_max_value = min_t(s32, reg->s32_max_value,
2074                         var32_off.value | (var32_off.mask & S32_MAX));
2075         reg->u32_min_value = max_t(u32, reg->u32_min_value, (u32)var32_off.value);
2076         reg->u32_max_value = min(reg->u32_max_value,
2077                                  (u32)(var32_off.value | var32_off.mask));
2078 }
2079
2080 static void __update_reg64_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2081 {
2082         /* min signed is max(sign bit) | min(other bits) */
2083         reg->smin_value = max_t(s64, reg->smin_value,
2084                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MIN));
2085         /* max signed is min(sign bit) | max(other bits) */
2086         reg->smax_value = min_t(s64, reg->smax_value,
2087                                 reg->var_off.value | (reg->var_off.mask & S64_MAX));
2088         reg->umin_value = max(reg->umin_value, reg->var_off.value);
2089         reg->umax_value = min(reg->umax_value,
2090                               reg->var_off.value | reg->var_off.mask);
2091 }
2092
2093 static void __update_reg_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2094 {
2095         __update_reg32_bounds(reg);
2096         __update_reg64_bounds(reg);
2097 }
2098
2099 /* Uses signed min/max values to inform unsigned, and vice-versa */
2100 static void __reg32_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2101 {
2102         /* Learn sign from signed bounds.
2103          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2104          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2105          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2106          */
2107         if (reg->s32_min_value >= 0 || reg->s32_max_value < 0) {
2108                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2109                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2110                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2111                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2112                 return;
2113         }
2114         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2115          * boundary, so we must be careful.
2116          */
2117         if ((s32)reg->u32_max_value >= 0) {
2118                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2119                  * is positive, hence safe.
2120                  */
2121                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value;
2122                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value =
2123                         min_t(u32, reg->s32_max_value, reg->u32_max_value);
2124         } else if ((s32)reg->u32_min_value < 0) {
2125                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2126                  * is negative, hence safe.
2127                  */
2128                 reg->s32_min_value = reg->u32_min_value =
2129                         max_t(u32, reg->s32_min_value, reg->u32_min_value);
2130                 reg->s32_max_value = reg->u32_max_value;
2131         }
2132 }
2133
2134 static void __reg64_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2135 {
2136         /* Learn sign from signed bounds.
2137          * If we cannot cross the sign boundary, then signed and unsigned bounds
2138          * are the same, so combine.  This works even in the negative case, e.g.
2139          * -3 s<= x s<= -1 implies 0xf...fd u<= x u<= 0xf...ff.
2140          */
2141         if (reg->smin_value >= 0 || reg->smax_value < 0) {
2142                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2143                                                           reg->umin_value);
2144                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2145                                                           reg->umax_value);
2146                 return;
2147         }
2148         /* Learn sign from unsigned bounds.  Signed bounds cross the sign
2149          * boundary, so we must be careful.
2150          */
2151         if ((s64)reg->umax_value >= 0) {
2152                 /* Positive.  We can't learn anything from the smin, but smax
2153                  * is positive, hence safe.
2154                  */
2155                 reg->smin_value = reg->umin_value;
2156                 reg->smax_value = reg->umax_value = min_t(u64, reg->smax_value,
2157                                                           reg->umax_value);
2158         } else if ((s64)reg->umin_value < 0) {
2159                 /* Negative.  We can't learn anything from the smax, but smin
2160                  * is negative, hence safe.
2161                  */
2162                 reg->smin_value = reg->umin_value = max_t(u64, reg->smin_value,
2163                                                           reg->umin_value);
2164                 reg->smax_value = reg->umax_value;
2165         }
2166 }
2167
2168 static void __reg_deduce_bounds(struct bpf_reg_state *reg)
2169 {
2170         __reg32_deduce_bounds(reg);
2171         __reg64_deduce_bounds(reg);
2172 }
2173
2174 /* Attempts to improve var_off based on unsigned min/max information */
2175 static void __reg_bound_offset(struct bpf_reg_state *reg)
2176 {
2177         struct tnum var64_off = tnum_intersect(reg->var_off,
2178                                                tnum_range(reg->umin_value,
2179                                                           reg->umax_value));
2180         struct tnum var32_off = tnum_intersect(tnum_subreg(var64_off),
2181                                                tnum_range(reg->u32_min_value,
2182                                                           reg->u32_max_value));
2183
2184         reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(var64_off), var32_off);
2185 }
2186
2187 static void reg_bounds_sync(struct bpf_reg_state *reg)
2188 {
2189         /* We might have learned new bounds from the var_off. */
2190         __update_reg_bounds(reg);
2191         /* We might have learned something about the sign bit. */
2192         __reg_deduce_bounds(reg);
2193         /* We might have learned some bits from the bounds. */
2194         __reg_bound_offset(reg);
2195         /* Intersecting with the old var_off might have improved our bounds
2196          * slightly, e.g. if umax was 0x7f...f and var_off was (0; 0xf...fc),
2197          * then new var_off is (0; 0x7f...fc) which improves our umax.
2198          */
2199         __update_reg_bounds(reg);
2200 }
2201
2202 static bool __reg32_bound_s64(s32 a)
2203 {
2204         return a >= 0 && a <= S32_MAX;
2205 }
2206
2207 static void __reg_assign_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2208 {
2209         reg->umin_value = reg->u32_min_value;
2210         reg->umax_value = reg->u32_max_value;
2211
2212         /* Attempt to pull 32-bit signed bounds into 64-bit bounds but must
2213          * be positive otherwise set to worse case bounds and refine later
2214          * from tnum.
2215          */
2216         if (__reg32_bound_s64(reg->s32_min_value) &&
2217             __reg32_bound_s64(reg->s32_max_value)) {
2218                 reg->smin_value = reg->s32_min_value;
2219                 reg->smax_value = reg->s32_max_value;
2220         } else {
2221                 reg->smin_value = 0;
2222                 reg->smax_value = U32_MAX;
2223         }
2224 }
2225
2226 static void __reg_combine_32_into_64(struct bpf_reg_state *reg)
2227 {
2228         /* special case when 64-bit register has upper 32-bit register
2229          * zeroed. Typically happens after zext or <<32, >>32 sequence
2230          * allowing us to use 32-bit bounds directly,
2231          */
2232         if (tnum_equals_const(tnum_clear_subreg(reg->var_off), 0)) {
2233                 __reg_assign_32_into_64(reg);
2234         } else {
2235                 /* Otherwise the best we can do is push lower 32bit known and
2236                  * unknown bits into register (var_off set from jmp logic)
2237                  * then learn as much as possible from the 64-bit tnum
2238                  * known and unknown bits. The previous smin/smax bounds are
2239                  * invalid here because of jmp32 compare so mark them unknown
2240                  * so they do not impact tnum bounds calculation.
2241                  */
2242                 __mark_reg64_unbounded(reg);
2243         }
2244         reg_bounds_sync(reg);
2245 }
2246
2247 static bool __reg64_bound_s32(s64 a)
2248 {
2249         return a >= S32_MIN && a <= S32_MAX;
2250 }
2251
2252 static bool __reg64_bound_u32(u64 a)
2253 {
2254         return a >= U32_MIN && a <= U32_MAX;
2255 }
2256
2257 static void __reg_combine_64_into_32(struct bpf_reg_state *reg)
2258 {
2259         __mark_reg32_unbounded(reg);
2260         if (__reg64_bound_s32(reg->smin_value) && __reg64_bound_s32(reg->smax_value)) {
2261                 reg->s32_min_value = (s32)reg->smin_value;
2262                 reg->s32_max_value = (s32)reg->smax_value;
2263         }
2264         if (__reg64_bound_u32(reg->umin_value) && __reg64_bound_u32(reg->umax_value)) {
2265                 reg->u32_min_value = (u32)reg->umin_value;
2266                 reg->u32_max_value = (u32)reg->umax_value;
2267         }
2268         reg_bounds_sync(reg);
2269 }
2270
2271 /* Mark a register as having a completely unknown (scalar) value. */
2272 static void __mark_reg_unknown(const struct bpf_verifier_env *env,
2273                                struct bpf_reg_state *reg)
2274 {
2275         /*
2276          * Clear type, off, and union(map_ptr, range) and
2277          * padding between 'type' and union
2278          */
2279         memset(reg, 0, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off));
2280         reg->type = SCALAR_VALUE;
2281         reg->id = 0;
2282         reg->ref_obj_id = 0;
2283         reg->var_off = tnum_unknown;
2284         reg->frameno = 0;
2285         reg->precise = !env->bpf_capable;
2286         __mark_reg_unbounded(reg);
2287 }
2288
2289 static void mark_reg_unknown(struct bpf_verifier_env *env,
2290                              struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2291 {
2292         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2293                 verbose(env, "mark_reg_unknown(regs, %u)\n", regno);
2294                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2295                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2296                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2297                 return;
2298         }
2299         __mark_reg_unknown(env, regs + regno);
2300 }
2301
2302 static void __mark_reg_not_init(const struct bpf_verifier_env *env,
2303                                 struct bpf_reg_state *reg)
2304 {
2305         __mark_reg_unknown(env, reg);
2306         reg->type = NOT_INIT;
2307 }
2308
2309 static void mark_reg_not_init(struct bpf_verifier_env *env,
2310                               struct bpf_reg_state *regs, u32 regno)
2311 {
2312         if (WARN_ON(regno >= MAX_BPF_REG)) {
2313                 verbose(env, "mark_reg_not_init(regs, %u)\n", regno);
2314                 /* Something bad happened, let's kill all regs except FP */
2315                 for (regno = 0; regno < BPF_REG_FP; regno++)
2316                         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2317                 return;
2318         }
2319         __mark_reg_not_init(env, regs + regno);
2320 }
2321
2322 static void mark_btf_ld_reg(struct bpf_verifier_env *env,
2323                             struct bpf_reg_state *regs, u32 regno,
2324                             enum bpf_reg_type reg_type,
2325                             struct btf *btf, u32 btf_id,
2326                             enum bpf_type_flag flag)
2327 {
2328         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
2329                 mark_reg_unknown(env, regs, regno);
2330                 return;
2331         }
2332         mark_reg_known_zero(env, regs, regno);
2333         regs[regno].type = PTR_TO_BTF_ID | flag;
2334         regs[regno].btf = btf;
2335         regs[regno].btf_id = btf_id;
2336 }
2337
2338 #define DEF_NOT_SUBREG  (0)
2339 static void init_reg_state(struct bpf_verifier_env *env,
2340                            struct bpf_func_state *state)
2341 {
2342         struct bpf_reg_state *regs = state->regs;
2343         int i;
2344
2345         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++) {
2346                 mark_reg_not_init(env, regs, i);
2347                 regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
2348                 regs[i].parent = NULL;
2349                 regs[i].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
2350         }
2351
2352         /* frame pointer */
2353         regs[BPF_REG_FP].type = PTR_TO_STACK;
2354         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_FP);
2355         regs[BPF_REG_FP].frameno = state->frameno;
2356 }
2357
2358 #define BPF_MAIN_FUNC (-1)
2359 static void init_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
2360                             struct bpf_func_state *state,
2361                             int callsite, int frameno, int subprogno)
2362 {
2363         state->callsite = callsite;
2364         state->frameno = frameno;
2365         state->subprogno = subprogno;
2366         state->callback_ret_range = tnum_range(0, 0);
2367         init_reg_state(env, state);
2368         mark_verifier_state_scratched(env);
2369 }
2370
2371 /* Similar to push_stack(), but for async callbacks */
2372 static struct bpf_verifier_state *push_async_cb(struct bpf_verifier_env *env,
2373                                                 int insn_idx, int prev_insn_idx,
2374                                                 int subprog)
2375 {
2376         struct bpf_verifier_stack_elem *elem;
2377         struct bpf_func_state *frame;
2378
2379         elem = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_stack_elem), GFP_KERNEL);
2380         if (!elem)
2381                 goto err;
2382
2383         elem->insn_idx = insn_idx;
2384         elem->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
2385         elem->next = env->head;
2386         elem->log_pos = env->log.end_pos;
2387         env->head = elem;
2388         env->stack_size++;
2389         if (env->stack_size > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_JMP_SEQ) {
2390                 verbose(env,
2391                         "The sequence of %d jumps is too complex for async cb.\n",
2392                         env->stack_size);
2393                 goto err;
2394         }
2395         /* Unlike push_stack() do not copy_verifier_state().
2396          * The caller state doesn't matter.
2397          * This is async callback. It starts in a fresh stack.
2398          * Initialize it similar to do_check_common().
2399          */
2400         elem->st.branches = 1;
2401         frame = kzalloc(sizeof(*frame), GFP_KERNEL);
2402         if (!frame)
2403                 goto err;
2404         init_func_state(env, frame,
2405                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
2406                         0 /* frameno within this callchain */,
2407                         subprog /* subprog number within this prog */);
2408         elem->st.frame[0] = frame;
2409         return &elem->st;
2410 err:
2411         free_verifier_state(env->cur_state, true);
2412         env->cur_state = NULL;
2413         /* pop all elements and return */
2414         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
2415         return NULL;
2416 }
2417
2418
2419 enum reg_arg_type {
2420         SRC_OP,         /* register is used as source operand */
2421         DST_OP,         /* register is used as destination operand */
2422         DST_OP_NO_MARK  /* same as above, check only, don't mark */
2423 };
2424
2425 static int cmp_subprogs(const void *a, const void *b)
2426 {
2427         return ((struct bpf_subprog_info *)a)->start -
2428                ((struct bpf_subprog_info *)b)->start;
2429 }
2430
2431 static int find_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2432 {
2433         struct bpf_subprog_info *p;
2434
2435         p = bsearch(&off, env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2436                     sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs);
2437         if (!p)
2438                 return -ENOENT;
2439         return p - env->subprog_info;
2440
2441 }
2442
2443 static int add_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int off)
2444 {
2445         int insn_cnt = env->prog->len;
2446         int ret;
2447
2448         if (off >= insn_cnt || off < 0) {
2449                 verbose(env, "call to invalid destination\n");
2450                 return -EINVAL;
2451         }
2452         ret = find_subprog(env, off);
2453         if (ret >= 0)
2454                 return ret;
2455         if (env->subprog_cnt >= BPF_MAX_SUBPROGS) {
2456                 verbose(env, "too many subprograms\n");
2457                 return -E2BIG;
2458         }
2459         /* determine subprog starts. The end is one before the next starts */
2460         env->subprog_info[env->subprog_cnt++].start = off;
2461         sort(env->subprog_info, env->subprog_cnt,
2462              sizeof(env->subprog_info[0]), cmp_subprogs, NULL);
2463         return env->subprog_cnt - 1;
2464 }
2465
2466 #define MAX_KFUNC_DESCS 256
2467 #define MAX_KFUNC_BTFS  256
2468
2469 struct bpf_kfunc_desc {
2470         struct btf_func_model func_model;
2471         u32 func_id;
2472         s32 imm;
2473         u16 offset;
2474         unsigned long addr;
2475 };
2476
2477 struct bpf_kfunc_btf {
2478         struct btf *btf;
2479         struct module *module;
2480         u16 offset;
2481 };
2482
2483 struct bpf_kfunc_desc_tab {
2484         /* Sorted by func_id (BTF ID) and offset (fd_array offset) during
2485          * verification. JITs do lookups by bpf_insn, where func_id may not be
2486          * available, therefore at the end of verification do_misc_fixups()
2487          * sorts this by imm and offset.
2488          */
2489         struct bpf_kfunc_desc descs[MAX_KFUNC_DESCS];
2490         u32 nr_descs;
2491 };
2492
2493 struct bpf_kfunc_btf_tab {
2494         struct bpf_kfunc_btf descs[MAX_KFUNC_BTFS];
2495         u32 nr_descs;
2496 };
2497
2498 static int kfunc_desc_cmp_by_id_off(const void *a, const void *b)
2499 {
2500         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2501         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2502
2503         /* func_id is not greater than BTF_MAX_TYPE */
2504         return d0->func_id - d1->func_id ?: d0->offset - d1->offset;
2505 }
2506
2507 static int kfunc_btf_cmp_by_off(const void *a, const void *b)
2508 {
2509         const struct bpf_kfunc_btf *d0 = a;
2510         const struct bpf_kfunc_btf *d1 = b;
2511
2512         return d0->offset - d1->offset;
2513 }
2514
2515 static const struct bpf_kfunc_desc *
2516 find_kfunc_desc(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id, u16 offset)
2517 {
2518         struct bpf_kfunc_desc desc = {
2519                 .func_id = func_id,
2520                 .offset = offset,
2521         };
2522         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2523
2524         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2525         return bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2526                        sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_id_off);
2527 }
2528
2529 int bpf_get_kfunc_addr(const struct bpf_prog *prog, u32 func_id,
2530                        u16 btf_fd_idx, u8 **func_addr)
2531 {
2532         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
2533
2534         desc = find_kfunc_desc(prog, func_id, btf_fd_idx);
2535         if (!desc)
2536                 return -EFAULT;
2537
2538         *func_addr = (u8 *)desc->addr;
2539         return 0;
2540 }
2541
2542 static struct btf *__find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env,
2543                                          s16 offset)
2544 {
2545         struct bpf_kfunc_btf kf_btf = { .offset = offset };
2546         struct bpf_kfunc_btf_tab *tab;
2547         struct bpf_kfunc_btf *b;
2548         struct module *mod;
2549         struct btf *btf;
2550         int btf_fd;
2551
2552         tab = env->prog->aux->kfunc_btf_tab;
2553         b = bsearch(&kf_btf, tab->descs, tab->nr_descs,
2554                     sizeof(tab->descs[0]), kfunc_btf_cmp_by_off);
2555         if (!b) {
2556                 if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_BTFS) {
2557                         verbose(env, "too many different module BTFs\n");
2558                         return ERR_PTR(-E2BIG);
2559                 }
2560
2561                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
2562                         verbose(env, "kfunc offset > 0 without fd_array is invalid\n");
2563                         return ERR_PTR(-EPROTO);
2564                 }
2565
2566                 if (copy_from_bpfptr_offset(&btf_fd, env->fd_array,
2567                                             offset * sizeof(btf_fd),
2568                                             sizeof(btf_fd)))
2569                         return ERR_PTR(-EFAULT);
2570
2571                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
2572                 if (IS_ERR(btf)) {
2573                         verbose(env, "invalid module BTF fd specified\n");
2574                         return btf;
2575                 }
2576
2577                 if (!btf_is_module(btf)) {
2578                         verbose(env, "BTF fd for kfunc is not a module BTF\n");
2579                         btf_put(btf);
2580                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2581                 }
2582
2583                 mod = btf_try_get_module(btf);
2584                 if (!mod) {
2585                         btf_put(btf);
2586                         return ERR_PTR(-ENXIO);
2587                 }
2588
2589                 b = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2590                 b->btf = btf;
2591                 b->module = mod;
2592                 b->offset = offset;
2593
2594                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2595                      kfunc_btf_cmp_by_off, NULL);
2596         }
2597         return b->btf;
2598 }
2599
2600 void bpf_free_kfunc_btf_tab(struct bpf_kfunc_btf_tab *tab)
2601 {
2602         if (!tab)
2603                 return;
2604
2605         while (tab->nr_descs--) {
2606                 module_put(tab->descs[tab->nr_descs].module);
2607                 btf_put(tab->descs[tab->nr_descs].btf);
2608         }
2609         kfree(tab);
2610 }
2611
2612 static struct btf *find_kfunc_desc_btf(struct bpf_verifier_env *env, s16 offset)
2613 {
2614         if (offset) {
2615                 if (offset < 0) {
2616                         /* In the future, this can be allowed to increase limit
2617                          * of fd index into fd_array, interpreted as u16.
2618                          */
2619                         verbose(env, "negative offset disallowed for kernel module function call\n");
2620                         return ERR_PTR(-EINVAL);
2621                 }
2622
2623                 return __find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2624         }
2625         return btf_vmlinux ?: ERR_PTR(-ENOENT);
2626 }
2627
2628 static int add_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, u32 func_id, s16 offset)
2629 {
2630         const struct btf_type *func, *func_proto;
2631         struct bpf_kfunc_btf_tab *btf_tab;
2632         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2633         struct bpf_prog_aux *prog_aux;
2634         struct bpf_kfunc_desc *desc;
2635         const char *func_name;
2636         struct btf *desc_btf;
2637         unsigned long call_imm;
2638         unsigned long addr;
2639         int err;
2640
2641         prog_aux = env->prog->aux;
2642         tab = prog_aux->kfunc_tab;
2643         btf_tab = prog_aux->kfunc_btf_tab;
2644         if (!tab) {
2645                 if (!btf_vmlinux) {
2646                         verbose(env, "calling kernel function is not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
2647                         return -ENOTSUPP;
2648                 }
2649
2650                 if (!env->prog->jit_requested) {
2651                         verbose(env, "JIT is required for calling kernel function\n");
2652                         return -ENOTSUPP;
2653                 }
2654
2655                 if (!bpf_jit_supports_kfunc_call()) {
2656                         verbose(env, "JIT does not support calling kernel function\n");
2657                         return -ENOTSUPP;
2658                 }
2659
2660                 if (!env->prog->gpl_compatible) {
2661                         verbose(env, "cannot call kernel function from non-GPL compatible program\n");
2662                         return -EINVAL;
2663                 }
2664
2665                 tab = kzalloc(sizeof(*tab), GFP_KERNEL);
2666                 if (!tab)
2667                         return -ENOMEM;
2668                 prog_aux->kfunc_tab = tab;
2669         }
2670
2671         /* func_id == 0 is always invalid, but instead of returning an error, be
2672          * conservative and wait until the code elimination pass before returning
2673          * error, so that invalid calls that get pruned out can be in BPF programs
2674          * loaded from userspace.  It is also required that offset be untouched
2675          * for such calls.
2676          */
2677         if (!func_id && !offset)
2678                 return 0;
2679
2680         if (!btf_tab && offset) {
2681                 btf_tab = kzalloc(sizeof(*btf_tab), GFP_KERNEL);
2682                 if (!btf_tab)
2683                         return -ENOMEM;
2684                 prog_aux->kfunc_btf_tab = btf_tab;
2685         }
2686
2687         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, offset);
2688         if (IS_ERR(desc_btf)) {
2689                 verbose(env, "failed to find BTF for kernel function\n");
2690                 return PTR_ERR(desc_btf);
2691         }
2692
2693         if (find_kfunc_desc(env->prog, func_id, offset))
2694                 return 0;
2695
2696         if (tab->nr_descs == MAX_KFUNC_DESCS) {
2697                 verbose(env, "too many different kernel function calls\n");
2698                 return -E2BIG;
2699         }
2700
2701         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
2702         if (!func || !btf_type_is_func(func)) {
2703                 verbose(env, "kernel btf_id %u is not a function\n",
2704                         func_id);
2705                 return -EINVAL;
2706         }
2707         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
2708         if (!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)) {
2709                 verbose(env, "kernel function btf_id %u does not have a valid func_proto\n",
2710                         func_id);
2711                 return -EINVAL;
2712         }
2713
2714         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
2715         addr = kallsyms_lookup_name(func_name);
2716         if (!addr) {
2717                 verbose(env, "cannot find address for kernel function %s\n",
2718                         func_name);
2719                 return -EINVAL;
2720         }
2721         specialize_kfunc(env, func_id, offset, &addr);
2722
2723         if (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()) {
2724                 call_imm = func_id;
2725         } else {
2726                 call_imm = BPF_CALL_IMM(addr);
2727                 /* Check whether the relative offset overflows desc->imm */
2728                 if ((unsigned long)(s32)call_imm != call_imm) {
2729                         verbose(env, "address of kernel function %s is out of range\n",
2730                                 func_name);
2731                         return -EINVAL;
2732                 }
2733         }
2734
2735         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
2736                 err = bpf_dev_bound_kfunc_check(&env->log, prog_aux);
2737                 if (err)
2738                         return err;
2739         }
2740
2741         desc = &tab->descs[tab->nr_descs++];
2742         desc->func_id = func_id;
2743         desc->imm = call_imm;
2744         desc->offset = offset;
2745         desc->addr = addr;
2746         err = btf_distill_func_proto(&env->log, desc_btf,
2747                                      func_proto, func_name,
2748                                      &desc->func_model);
2749         if (!err)
2750                 sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2751                      kfunc_desc_cmp_by_id_off, NULL);
2752         return err;
2753 }
2754
2755 static int kfunc_desc_cmp_by_imm_off(const void *a, const void *b)
2756 {
2757         const struct bpf_kfunc_desc *d0 = a;
2758         const struct bpf_kfunc_desc *d1 = b;
2759
2760         if (d0->imm != d1->imm)
2761                 return d0->imm < d1->imm ? -1 : 1;
2762         if (d0->offset != d1->offset)
2763                 return d0->offset < d1->offset ? -1 : 1;
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 static void sort_kfunc_descs_by_imm_off(struct bpf_prog *prog)
2768 {
2769         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2770
2771         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2772         if (!tab)
2773                 return;
2774
2775         sort(tab->descs, tab->nr_descs, sizeof(tab->descs[0]),
2776              kfunc_desc_cmp_by_imm_off, NULL);
2777 }
2778
2779 bool bpf_prog_has_kfunc_call(const struct bpf_prog *prog)
2780 {
2781         return !!prog->aux->kfunc_tab;
2782 }
2783
2784 const struct btf_func_model *
2785 bpf_jit_find_kfunc_model(const struct bpf_prog *prog,
2786                          const struct bpf_insn *insn)
2787 {
2788         const struct bpf_kfunc_desc desc = {
2789                 .imm = insn->imm,
2790                 .offset = insn->off,
2791         };
2792         const struct bpf_kfunc_desc *res;
2793         struct bpf_kfunc_desc_tab *tab;
2794
2795         tab = prog->aux->kfunc_tab;
2796         res = bsearch(&desc, tab->descs, tab->nr_descs,
2797                       sizeof(tab->descs[0]), kfunc_desc_cmp_by_imm_off);
2798
2799         return res ? &res->func_model : NULL;
2800 }
2801
2802 static int add_subprog_and_kfunc(struct bpf_verifier_env *env)
2803 {
2804         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2805         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2806         int i, ret, insn_cnt = env->prog->len;
2807
2808         /* Add entry function. */
2809         ret = add_subprog(env, 0);
2810         if (ret)
2811                 return ret;
2812
2813         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
2814                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn) &&
2815                     !bpf_pseudo_kfunc_call(insn))
2816                         continue;
2817
2818                 if (!env->bpf_capable) {
2819                         verbose(env, "loading/calling other bpf or kernel functions are allowed for CAP_BPF and CAP_SYS_ADMIN\n");
2820                         return -EPERM;
2821                 }
2822
2823                 if (bpf_pseudo_func(insn) || bpf_pseudo_call(insn))
2824                         ret = add_subprog(env, i + insn->imm + 1);
2825                 else
2826                         ret = add_kfunc_call(env, insn->imm, insn->off);
2827
2828                 if (ret < 0)
2829                         return ret;
2830         }
2831
2832         /* Add a fake 'exit' subprog which could simplify subprog iteration
2833          * logic. 'subprog_cnt' should not be increased.
2834          */
2835         subprog[env->subprog_cnt].start = insn_cnt;
2836
2837         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2)
2838                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
2839                         verbose(env, "func#%d @%d\n", i, subprog[i].start);
2840
2841         return 0;
2842 }
2843
2844 static int check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
2845 {
2846         int i, subprog_start, subprog_end, off, cur_subprog = 0;
2847         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
2848         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
2849         int insn_cnt = env->prog->len;
2850
2851         /* now check that all jumps are within the same subprog */
2852         subprog_start = subprog[cur_subprog].start;
2853         subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2854         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
2855                 u8 code = insn[i].code;
2856
2857                 if (code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
2858                     insn[i].src_reg == 0 &&
2859                     insn[i].imm == BPF_FUNC_tail_call)
2860                         subprog[cur_subprog].has_tail_call = true;
2861                 if (BPF_CLASS(code) == BPF_LD &&
2862                     (BPF_MODE(code) == BPF_ABS || BPF_MODE(code) == BPF_IND))
2863                         subprog[cur_subprog].has_ld_abs = true;
2864                 if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP && BPF_CLASS(code) != BPF_JMP32)
2865                         goto next;
2866                 if (BPF_OP(code) == BPF_EXIT || BPF_OP(code) == BPF_CALL)
2867                         goto next;
2868                 if (code == (BPF_JMP32 | BPF_JA))
2869                         off = i + insn[i].imm + 1;
2870                 else
2871                         off = i + insn[i].off + 1;
2872                 if (off < subprog_start || off >= subprog_end) {
2873                         verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", i, off);
2874                         return -EINVAL;
2875                 }
2876 next:
2877                 if (i == subprog_end - 1) {
2878                         /* to avoid fall-through from one subprog into another
2879                          * the last insn of the subprog should be either exit
2880                          * or unconditional jump back
2881                          */
2882                         if (code != (BPF_JMP | BPF_EXIT) &&
2883                             code != (BPF_JMP32 | BPF_JA) &&
2884                             code != (BPF_JMP | BPF_JA)) {
2885                                 verbose(env, "last insn is not an exit or jmp\n");
2886                                 return -EINVAL;
2887                         }
2888                         subprog_start = subprog_end;
2889                         cur_subprog++;
2890                         if (cur_subprog < env->subprog_cnt)
2891                                 subprog_end = subprog[cur_subprog + 1].start;
2892                 }
2893         }
2894         return 0;
2895 }
2896
2897 /* Parentage chain of this register (or stack slot) should take care of all
2898  * issues like callee-saved registers, stack slot allocation time, etc.
2899  */
2900 static int mark_reg_read(struct bpf_verifier_env *env,
2901                          const struct bpf_reg_state *state,
2902                          struct bpf_reg_state *parent, u8 flag)
2903 {
2904         bool writes = parent == state->parent; /* Observe write marks */
2905         int cnt = 0;
2906
2907         while (parent) {
2908                 /* if read wasn't screened by an earlier write ... */
2909                 if (writes && state->live & REG_LIVE_WRITTEN)
2910                         break;
2911                 if (parent->live & REG_LIVE_DONE) {
2912                         verbose(env, "verifier BUG type %s var_off %lld off %d\n",
2913                                 reg_type_str(env, parent->type),
2914                                 parent->var_off.value, parent->off);
2915                         return -EFAULT;
2916                 }
2917                 /* The first condition is more likely to be true than the
2918                  * second, checked it first.
2919                  */
2920                 if ((parent->live & REG_LIVE_READ) == flag ||
2921                     parent->live & REG_LIVE_READ64)
2922                         /* The parentage chain never changes and
2923                          * this parent was already marked as LIVE_READ.
2924                          * There is no need to keep walking the chain again and
2925                          * keep re-marking all parents as LIVE_READ.
2926                          * This case happens when the same register is read
2927                          * multiple times without writes into it in-between.
2928                          * Also, if parent has the stronger REG_LIVE_READ64 set,
2929                          * then no need to set the weak REG_LIVE_READ32.
2930                          */
2931                         break;
2932                 /* ... then we depend on parent's value */
2933                 parent->live |= flag;
2934                 /* REG_LIVE_READ64 overrides REG_LIVE_READ32. */
2935                 if (flag == REG_LIVE_READ64)
2936                         parent->live &= ~REG_LIVE_READ32;
2937                 state = parent;
2938                 parent = state->parent;
2939                 writes = true;
2940                 cnt++;
2941         }
2942
2943         if (env->longest_mark_read_walk < cnt)
2944                 env->longest_mark_read_walk = cnt;
2945         return 0;
2946 }
2947
2948 static int mark_dynptr_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
2949 {
2950         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2951         int spi, ret;
2952
2953         /* For CONST_PTR_TO_DYNPTR, it must have already been done by
2954          * check_reg_arg in check_helper_call and mark_btf_func_reg_size in
2955          * check_kfunc_call.
2956          */
2957         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
2958                 return 0;
2959         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
2960         if (spi < 0)
2961                 return spi;
2962         /* Caller ensures dynptr is valid and initialized, which means spi is in
2963          * bounds and spi is the first dynptr slot. Simply mark stack slot as
2964          * read.
2965          */
2966         ret = mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
2967                             state->stack[spi].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2968         if (ret)
2969                 return ret;
2970         return mark_reg_read(env, &state->stack[spi - 1].spilled_ptr,
2971                              state->stack[spi - 1].spilled_ptr.parent, REG_LIVE_READ64);
2972 }
2973
2974 static int mark_iter_read(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
2975                           int spi, int nr_slots)
2976 {
2977         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
2978         int err, i;
2979
2980         for (i = 0; i < nr_slots; i++) {
2981                 struct bpf_reg_state *st = &state->stack[spi - i].spilled_ptr;
2982
2983                 err = mark_reg_read(env, st, st->parent, REG_LIVE_READ64);
2984                 if (err)
2985                         return err;
2986
2987                 mark_stack_slot_scratched(env, spi - i);
2988         }
2989
2990         return 0;
2991 }
2992
2993 /* This function is supposed to be used by the following 32-bit optimization
2994  * code only. It returns TRUE if the source or destination register operates
2995  * on 64-bit, otherwise return FALSE.
2996  */
2997 static bool is_reg64(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
2998                      u32 regno, struct bpf_reg_state *reg, enum reg_arg_type t)
2999 {
3000         u8 code, class, op;
3001
3002         code = insn->code;
3003         class = BPF_CLASS(code);
3004         op = BPF_OP(code);
3005         if (class == BPF_JMP) {
3006                 /* BPF_EXIT for "main" will reach here. Return TRUE
3007                  * conservatively.
3008                  */
3009                 if (op == BPF_EXIT)
3010                         return true;
3011                 if (op == BPF_CALL) {
3012                         /* BPF to BPF call will reach here because of marking
3013                          * caller saved clobber with DST_OP_NO_MARK for which we
3014                          * don't care the register def because they are anyway
3015                          * marked as NOT_INIT already.
3016                          */
3017                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
3018                                 return false;
3019                         /* Helper call will reach here because of arg type
3020                          * check, conservatively return TRUE.
3021                          */
3022                         if (t == SRC_OP)
3023                                 return true;
3024
3025                         return false;
3026                 }
3027         }
3028
3029         if (class == BPF_ALU64 && op == BPF_END && (insn->imm == 16 || insn->imm == 32))
3030                 return false;
3031
3032         if (class == BPF_ALU64 || class == BPF_JMP ||
3033             (class == BPF_ALU && op == BPF_END && insn->imm == 64))
3034                 return true;
3035
3036         if (class == BPF_ALU || class == BPF_JMP32)
3037                 return false;
3038
3039         if (class == BPF_LDX) {
3040                 if (t != SRC_OP)
3041                         return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3042                 /* LDX source must be ptr. */
3043                 return true;
3044         }
3045
3046         if (class == BPF_STX) {
3047                 /* BPF_STX (including atomic variants) has multiple source
3048                  * operands, one of which is a ptr. Check whether the caller is
3049                  * asking about it.
3050                  */
3051                 if (t == SRC_OP && reg->type != SCALAR_VALUE)
3052                         return true;
3053                 return BPF_SIZE(code) == BPF_DW;
3054         }
3055
3056         if (class == BPF_LD) {
3057                 u8 mode = BPF_MODE(code);
3058
3059                 /* LD_IMM64 */
3060                 if (mode == BPF_IMM)
3061                         return true;
3062
3063                 /* Both LD_IND and LD_ABS return 32-bit data. */
3064                 if (t != SRC_OP)
3065                         return  false;
3066
3067                 /* Implicit ctx ptr. */
3068                 if (regno == BPF_REG_6)
3069                         return true;
3070
3071                 /* Explicit source could be any width. */
3072                 return true;
3073         }
3074
3075         if (class == BPF_ST)
3076                 /* The only source register for BPF_ST is a ptr. */
3077                 return true;
3078
3079         /* Conservatively return true at default. */
3080         return true;
3081 }
3082
3083 /* Return the regno defined by the insn, or -1. */
3084 static int insn_def_regno(const struct bpf_insn *insn)
3085 {
3086         switch (BPF_CLASS(insn->code)) {
3087         case BPF_JMP:
3088         case BPF_JMP32:
3089         case BPF_ST:
3090                 return -1;
3091         case BPF_STX:
3092                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC &&
3093                     (insn->imm & BPF_FETCH)) {
3094                         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
3095                                 return BPF_REG_0;
3096                         else
3097                                 return insn->src_reg;
3098                 } else {
3099                         return -1;
3100                 }
3101         default:
3102                 return insn->dst_reg;
3103         }
3104 }
3105
3106 /* Return TRUE if INSN has defined any 32-bit value explicitly. */
3107 static bool insn_has_def32(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
3108 {
3109         int dst_reg = insn_def_regno(insn);
3110
3111         if (dst_reg == -1)
3112                 return false;
3113
3114         return !is_reg64(env, insn, dst_reg, NULL, DST_OP);
3115 }
3116
3117 static void mark_insn_zext(struct bpf_verifier_env *env,
3118                            struct bpf_reg_state *reg)
3119 {
3120         s32 def_idx = reg->subreg_def;
3121
3122         if (def_idx == DEF_NOT_SUBREG)
3123                 return;
3124
3125         env->insn_aux_data[def_idx - 1].zext_dst = true;
3126         /* The dst will be zero extended, so won't be sub-register anymore. */
3127         reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
3128 }
3129
3130 static int check_reg_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
3131                          enum reg_arg_type t)
3132 {
3133         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
3134         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
3135         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + env->insn_idx;
3136         struct bpf_reg_state *reg, *regs = state->regs;
3137         bool rw64;
3138
3139         if (regno >= MAX_BPF_REG) {
3140                 verbose(env, "R%d is invalid\n", regno);
3141                 return -EINVAL;
3142         }
3143
3144         mark_reg_scratched(env, regno);
3145
3146         reg = &regs[regno];
3147         rw64 = is_reg64(env, insn, regno, reg, t);
3148         if (t == SRC_OP) {
3149                 /* check whether register used as source operand can be read */
3150                 if (reg->type == NOT_INIT) {
3151                         verbose(env, "R%d !read_ok\n", regno);
3152                         return -EACCES;
3153                 }
3154                 /* We don't need to worry about FP liveness because it's read-only */
3155                 if (regno == BPF_REG_FP)
3156                         return 0;
3157
3158                 if (rw64)
3159                         mark_insn_zext(env, reg);
3160
3161                 return mark_reg_read(env, reg, reg->parent,
3162                                      rw64 ? REG_LIVE_READ64 : REG_LIVE_READ32);
3163         } else {
3164                 /* check whether register used as dest operand can be written to */
3165                 if (regno == BPF_REG_FP) {
3166                         verbose(env, "frame pointer is read only\n");
3167                         return -EACCES;
3168                 }
3169                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
3170                 reg->subreg_def = rw64 ? DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
3171                 if (t == DST_OP)
3172                         mark_reg_unknown(env, regs, regno);
3173         }
3174         return 0;
3175 }
3176
3177 static void mark_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
3178 {
3179         env->insn_aux_data[idx].jmp_point = true;
3180 }
3181
3182 static bool is_jmp_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
3183 {
3184         return env->insn_aux_data[insn_idx].jmp_point;
3185 }
3186
3187 /* for any branch, call, exit record the history of jmps in the given state */
3188 static int push_jmp_history(struct bpf_verifier_env *env,
3189                             struct bpf_verifier_state *cur)
3190 {
3191         u32 cnt = cur->jmp_history_cnt;
3192         struct bpf_idx_pair *p;
3193         size_t alloc_size;
3194
3195         if (!is_jmp_point(env, env->insn_idx))
3196                 return 0;
3197
3198         cnt++;
3199         alloc_size = kmalloc_size_roundup(size_mul(cnt, sizeof(*p)));
3200         p = krealloc(cur->jmp_history, alloc_size, GFP_USER);
3201         if (!p)
3202                 return -ENOMEM;
3203         p[cnt - 1].idx = env->insn_idx;
3204         p[cnt - 1].prev_idx = env->prev_insn_idx;
3205         cur->jmp_history = p;
3206         cur->jmp_history_cnt = cnt;
3207         return 0;
3208 }
3209
3210 /* Backtrack one insn at a time. If idx is not at the top of recorded
3211  * history then previous instruction came from straight line execution.
3212  * Return -ENOENT if we exhausted all instructions within given state.
3213  *
3214  * It's legal to have a bit of a looping with the same starting and ending
3215  * insn index within the same state, e.g.: 3->4->5->3, so just because current
3216  * instruction index is the same as state's first_idx doesn't mean we are
3217  * done. If there is still some jump history left, we should keep going. We
3218  * need to take into account that we might have a jump history between given
3219  * state's parent and itself, due to checkpointing. In this case, we'll have
3220  * history entry recording a jump from last instruction of parent state and
3221  * first instruction of given state.
3222  */
3223 static int get_prev_insn_idx(struct bpf_verifier_state *st, int i,
3224                              u32 *history)
3225 {
3226         u32 cnt = *history;
3227
3228         if (i == st->first_insn_idx) {
3229                 if (cnt == 0)
3230                         return -ENOENT;
3231                 if (cnt == 1 && st->jmp_history[0].idx == i)
3232                         return -ENOENT;
3233         }
3234
3235         if (cnt && st->jmp_history[cnt - 1].idx == i) {
3236                 i = st->jmp_history[cnt - 1].prev_idx;
3237                 (*history)--;
3238         } else {
3239                 i--;
3240         }
3241         return i;
3242 }
3243
3244 static const char *disasm_kfunc_name(void *data, const struct bpf_insn *insn)
3245 {
3246         const struct btf_type *func;
3247         struct btf *desc_btf;
3248
3249         if (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
3250                 return NULL;
3251
3252         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(data, insn->off);
3253         if (IS_ERR(desc_btf))
3254                 return "<error>";
3255
3256         func = btf_type_by_id(desc_btf, insn->imm);
3257         return btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
3258 }
3259
3260 static inline void bt_init(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3261 {
3262         bt->frame = frame;
3263 }
3264
3265 static inline void bt_reset(struct backtrack_state *bt)
3266 {
3267         struct bpf_verifier_env *env = bt->env;
3268
3269         memset(bt, 0, sizeof(*bt));
3270         bt->env = env;
3271 }
3272
3273 static inline u32 bt_empty(struct backtrack_state *bt)
3274 {
3275         u64 mask = 0;
3276         int i;
3277
3278         for (i = 0; i <= bt->frame; i++)
3279                 mask |= bt->reg_masks[i] | bt->stack_masks[i];
3280
3281         return mask == 0;
3282 }
3283
3284 static inline int bt_subprog_enter(struct backtrack_state *bt)
3285 {
3286         if (bt->frame == MAX_CALL_FRAMES - 1) {
3287                 verbose(bt->env, "BUG subprog enter from frame %d\n", bt->frame);
3288                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3289                 return -EFAULT;
3290         }
3291         bt->frame++;
3292         return 0;
3293 }
3294
3295 static inline int bt_subprog_exit(struct backtrack_state *bt)
3296 {
3297         if (bt->frame == 0) {
3298                 verbose(bt->env, "BUG subprog exit from frame 0\n");
3299                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3300                 return -EFAULT;
3301         }
3302         bt->frame--;
3303         return 0;
3304 }
3305
3306 static inline void bt_set_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3307 {
3308         bt->reg_masks[frame] |= 1 << reg;
3309 }
3310
3311 static inline void bt_clear_frame_reg(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 reg)
3312 {
3313         bt->reg_masks[frame] &= ~(1 << reg);
3314 }
3315
3316 static inline void bt_set_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3317 {
3318         bt_set_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3319 }
3320
3321 static inline void bt_clear_reg(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3322 {
3323         bt_clear_frame_reg(bt, bt->frame, reg);
3324 }
3325
3326 static inline void bt_set_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3327 {
3328         bt->stack_masks[frame] |= 1ull << slot;
3329 }
3330
3331 static inline void bt_clear_frame_slot(struct backtrack_state *bt, u32 frame, u32 slot)
3332 {
3333         bt->stack_masks[frame] &= ~(1ull << slot);
3334 }
3335
3336 static inline void bt_set_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3337 {
3338         bt_set_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3339 }
3340
3341 static inline void bt_clear_slot(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3342 {
3343         bt_clear_frame_slot(bt, bt->frame, slot);
3344 }
3345
3346 static inline u32 bt_frame_reg_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3347 {
3348         return bt->reg_masks[frame];
3349 }
3350
3351 static inline u32 bt_reg_mask(struct backtrack_state *bt)
3352 {
3353         return bt->reg_masks[bt->frame];
3354 }
3355
3356 static inline u64 bt_frame_stack_mask(struct backtrack_state *bt, u32 frame)
3357 {
3358         return bt->stack_masks[frame];
3359 }
3360
3361 static inline u64 bt_stack_mask(struct backtrack_state *bt)
3362 {
3363         return bt->stack_masks[bt->frame];
3364 }
3365
3366 static inline bool bt_is_reg_set(struct backtrack_state *bt, u32 reg)
3367 {
3368         return bt->reg_masks[bt->frame] & (1 << reg);
3369 }
3370
3371 static inline bool bt_is_slot_set(struct backtrack_state *bt, u32 slot)
3372 {
3373         return bt->stack_masks[bt->frame] & (1ull << slot);
3374 }
3375
3376 /* format registers bitmask, e.g., "r0,r2,r4" for 0x15 mask */
3377 static void fmt_reg_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u32 reg_mask)
3378 {
3379         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3380         bool first = true;
3381         int i, n;
3382
3383         buf[0] = '\0';
3384
3385         bitmap_from_u64(mask, reg_mask);
3386         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3387                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%sr%d", first ? "" : ",", i);
3388                 first = false;
3389                 buf += n;
3390                 buf_sz -= n;
3391                 if (buf_sz < 0)
3392                         break;
3393         }
3394 }
3395 /* format stack slots bitmask, e.g., "-8,-24,-40" for 0x15 mask */
3396 static void fmt_stack_mask(char *buf, ssize_t buf_sz, u64 stack_mask)
3397 {
3398         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3399         bool first = true;
3400         int i, n;
3401
3402         buf[0] = '\0';
3403
3404         bitmap_from_u64(mask, stack_mask);
3405         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3406                 n = snprintf(buf, buf_sz, "%s%d", first ? "" : ",", -(i + 1) * 8);
3407                 first = false;
3408                 buf += n;
3409                 buf_sz -= n;
3410                 if (buf_sz < 0)
3411                         break;
3412         }
3413 }
3414
3415 /* For given verifier state backtrack_insn() is called from the last insn to
3416  * the first insn. Its purpose is to compute a bitmask of registers and
3417  * stack slots that needs precision in the parent verifier state.
3418  *
3419  * @idx is an index of the instruction we are currently processing;
3420  * @subseq_idx is an index of the subsequent instruction that:
3421  *   - *would be* executed next, if jump history is viewed in forward order;
3422  *   - *was* processed previously during backtracking.
3423  */
3424 static int backtrack_insn(struct bpf_verifier_env *env, int idx, int subseq_idx,
3425                           struct backtrack_state *bt)
3426 {
3427         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
3428                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
3429                 .cb_print       = verbose,
3430                 .private_data   = env,
3431         };
3432         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi + idx;
3433         u8 class = BPF_CLASS(insn->code);
3434         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
3435         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
3436         u32 dreg = insn->dst_reg;
3437         u32 sreg = insn->src_reg;
3438         u32 spi, i;
3439
3440         if (insn->code == 0)
3441                 return 0;
3442         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3443                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_reg_mask(bt));
3444                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: regs=%s ",
3445                         bt->frame, env->tmp_str_buf);
3446                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN, bt_stack_mask(bt));
3447                 verbose(env, "stack=%s before ", env->tmp_str_buf);
3448                 verbose(env, "%d: ", idx);
3449                 print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
3450         }
3451
3452         if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
3453                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3454                         return 0;
3455                 if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
3456                         /* sreg is reserved and unused
3457                          * dreg still need precision before this insn
3458                          */
3459                         return 0;
3460                 } else if (opcode == BPF_MOV) {
3461                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3462                                 /* dreg = sreg or dreg = (s8, s16, s32)sreg
3463                                  * dreg needs precision after this insn
3464                                  * sreg needs precision before this insn
3465                                  */
3466                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3467                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3468                         } else {
3469                                 /* dreg = K
3470                                  * dreg needs precision after this insn.
3471                                  * Corresponding register is already marked
3472                                  * as precise=true in this verifier state.
3473                                  * No further markings in parent are necessary
3474                                  */
3475                                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3476                         }
3477                 } else {
3478                         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3479                                 /* dreg += sreg
3480                                  * both dreg and sreg need precision
3481                                  * before this insn
3482                                  */
3483                                 bt_set_reg(bt, sreg);
3484                         } /* else dreg += K
3485                            * dreg still needs precision before this insn
3486                            */
3487                 }
3488         } else if (class == BPF_LDX) {
3489                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3490                         return 0;
3491                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3492
3493                 /* scalars can only be spilled into stack w/o losing precision.
3494                  * Load from any other memory can be zero extended.
3495                  * The desire to keep that precision is already indicated
3496                  * by 'precise' mark in corresponding register of this state.
3497                  * No further tracking necessary.
3498                  */
3499                 if (insn->src_reg != BPF_REG_FP)
3500                         return 0;
3501
3502                 /* dreg = *(u64 *)[fp - off] was a fill from the stack.
3503                  * that [fp - off] slot contains scalar that needs to be
3504                  * tracked with precision
3505                  */
3506                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3507                 if (spi >= 64) {
3508                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3509                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3510                         return -EFAULT;
3511                 }
3512                 bt_set_slot(bt, spi);
3513         } else if (class == BPF_STX || class == BPF_ST) {
3514                 if (bt_is_reg_set(bt, dreg))
3515                         /* stx & st shouldn't be using _scalar_ dst_reg
3516                          * to access memory. It means backtracking
3517                          * encountered a case of pointer subtraction.
3518                          */
3519                         return -ENOTSUPP;
3520                 /* scalars can only be spilled into stack */
3521                 if (insn->dst_reg != BPF_REG_FP)
3522                         return 0;
3523                 spi = (-insn->off - 1) / BPF_REG_SIZE;
3524                 if (spi >= 64) {
3525                         verbose(env, "BUG spi %d\n", spi);
3526                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3527                         return -EFAULT;
3528                 }
3529                 if (!bt_is_slot_set(bt, spi))
3530                         return 0;
3531                 bt_clear_slot(bt, spi);
3532                 if (class == BPF_STX)
3533                         bt_set_reg(bt, sreg);
3534         } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
3535                 if (bpf_pseudo_call(insn)) {
3536                         int subprog_insn_idx, subprog;
3537
3538                         subprog_insn_idx = idx + insn->imm + 1;
3539                         subprog = find_subprog(env, subprog_insn_idx);
3540                         if (subprog < 0)
3541                                 return -EFAULT;
3542
3543                         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
3544                                 /* check that jump history doesn't have any
3545                                  * extra instructions from subprog; the next
3546                                  * instruction after call to global subprog
3547                                  * should be literally next instruction in
3548                                  * caller program
3549                                  */
3550                                 WARN_ONCE(idx + 1 != subseq_idx, "verifier backtracking bug");
3551                                 /* r1-r5 are invalidated after subprog call,
3552                                  * so for global func call it shouldn't be set
3553                                  * anymore
3554                                  */
3555                                 if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3556                                         verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3557                                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3558                                         return -EFAULT;
3559                                 }
3560                                 /* global subprog always sets R0 */
3561                                 bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3562                                 return 0;
3563                         } else {
3564                                 /* static subprog call instruction, which
3565                                  * means that we are exiting current subprog,
3566                                  * so only r1-r5 could be still requested as
3567                                  * precise, r0 and r6-r10 or any stack slot in
3568                                  * the current frame should be zero by now
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                                 /* we don't track register spills perfectly,
3576                                  * so fallback to force-precise instead of failing */
3577                                 if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3578                                         return -ENOTSUPP;
3579                                 /* propagate r1-r5 to the caller */
3580                                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
3581                                         if (bt_is_reg_set(bt, i)) {
3582                                                 bt_clear_reg(bt, i);
3583                                                 bt_set_frame_reg(bt, bt->frame - 1, i);
3584                                         }
3585                                 }
3586                                 if (bt_subprog_exit(bt))
3587                                         return -EFAULT;
3588                                 return 0;
3589                         }
3590                 } else if ((bpf_helper_call(insn) &&
3591                             is_callback_calling_function(insn->imm) &&
3592                             !is_async_callback_calling_function(insn->imm)) ||
3593                            (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) && is_callback_calling_kfunc(insn->imm))) {
3594                         /* callback-calling helper or kfunc call, which means
3595                          * we are exiting from subprog, but unlike the subprog
3596                          * call handling above, we shouldn't propagate
3597                          * precision of r1-r5 (if any requested), as they are
3598                          * not actually arguments passed directly to callback
3599                          * subprogs
3600                          */
3601                         if (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) {
3602                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3603                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3604                                 return -EFAULT;
3605                         }
3606                         if (bt_stack_mask(bt) != 0)
3607                                 return -ENOTSUPP;
3608                         /* clear r1-r5 in callback subprog's mask */
3609                         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
3610                                 bt_clear_reg(bt, i);
3611                         if (bt_subprog_exit(bt))
3612                                 return -EFAULT;
3613                         return 0;
3614                 } else if (opcode == BPF_CALL) {
3615                         /* kfunc with imm==0 is invalid and fixup_kfunc_call will
3616                          * catch this error later. Make backtracking conservative
3617                          * with ENOTSUPP.
3618                          */
3619                         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL && insn->imm == 0)
3620                                 return -ENOTSUPP;
3621                         /* regular helper call sets R0 */
3622                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3623                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3624                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3625                                  * they should have been found already.
3626                                  */
3627                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3628                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3629                                 return -EFAULT;
3630                         }
3631                 } else if (opcode == BPF_EXIT) {
3632                         bool r0_precise;
3633
3634                         if (bt_reg_mask(bt) & BPF_REGMASK_ARGS) {
3635                                 /* if backtracing was looking for registers R1-R5
3636                                  * they should have been found already.
3637                                  */
3638                                 verbose(env, "BUG regs %x\n", bt_reg_mask(bt));
3639                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
3640                                 return -EFAULT;
3641                         }
3642
3643                         /* BPF_EXIT in subprog or callback always returns
3644                          * right after the call instruction, so by checking
3645                          * whether the instruction at subseq_idx-1 is subprog
3646                          * call or not we can distinguish actual exit from
3647                          * *subprog* from exit from *callback*. In the former
3648                          * case, we need to propagate r0 precision, if
3649                          * necessary. In the former we never do that.
3650                          */
3651                         r0_precise = subseq_idx - 1 >= 0 &&
3652                                      bpf_pseudo_call(&env->prog->insnsi[subseq_idx - 1]) &&
3653                                      bt_is_reg_set(bt, BPF_REG_0);
3654
3655                         bt_clear_reg(bt, BPF_REG_0);
3656                         if (bt_subprog_enter(bt))
3657                                 return -EFAULT;
3658
3659                         if (r0_precise)
3660                                 bt_set_reg(bt, BPF_REG_0);
3661                         /* r6-r9 and stack slots will stay set in caller frame
3662                          * bitmasks until we return back from callee(s)
3663                          */
3664                         return 0;
3665                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
3666                         if (!bt_is_reg_set(bt, dreg) && !bt_is_reg_set(bt, sreg))
3667                                 return 0;
3668                         /* dreg <cond> sreg
3669                          * Both dreg and sreg need precision before
3670                          * this insn. If only sreg was marked precise
3671                          * before it would be equally necessary to
3672                          * propagate it to dreg.
3673                          */
3674                         bt_set_reg(bt, dreg);
3675                         bt_set_reg(bt, sreg);
3676                          /* else dreg <cond> K
3677                           * Only dreg still needs precision before
3678                           * this insn, so for the K-based conditional
3679                           * there is nothing new to be marked.
3680                           */
3681                 }
3682         } else if (class == BPF_LD) {
3683                 if (!bt_is_reg_set(bt, dreg))
3684                         return 0;
3685                 bt_clear_reg(bt, dreg);
3686                 /* It's ld_imm64 or ld_abs or ld_ind.
3687                  * For ld_imm64 no further tracking of precision
3688                  * into parent is necessary
3689                  */
3690                 if (mode == BPF_IND || mode == BPF_ABS)
3691                         /* to be analyzed */
3692                         return -ENOTSUPP;
3693         }
3694         return 0;
3695 }
3696
3697 /* the scalar precision tracking algorithm:
3698  * . at the start all registers have precise=false.
3699  * . scalar ranges are tracked as normal through alu and jmp insns.
3700  * . once precise value of the scalar register is used in:
3701  *   .  ptr + scalar alu
3702  *   . if (scalar cond K|scalar)
3703  *   .  helper_call(.., scalar, ...) where ARG_CONST is expected
3704  *   backtrack through the verifier states and mark all registers and
3705  *   stack slots with spilled constants that these scalar regisers
3706  *   should be precise.
3707  * . during state pruning two registers (or spilled stack slots)
3708  *   are equivalent if both are not precise.
3709  *
3710  * Note the verifier cannot simply walk register parentage chain,
3711  * since many different registers and stack slots could have been
3712  * used to compute single precise scalar.
3713  *
3714  * The approach of starting with precise=true for all registers and then
3715  * backtrack to mark a register as not precise when the verifier detects
3716  * that program doesn't care about specific value (e.g., when helper
3717  * takes register as ARG_ANYTHING parameter) is not safe.
3718  *
3719  * It's ok to walk single parentage chain of the verifier states.
3720  * It's possible that this backtracking will go all the way till 1st insn.
3721  * All other branches will be explored for needing precision later.
3722  *
3723  * The backtracking needs to deal with cases like:
3724  *   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)
3725  * r9 -= r8
3726  * r5 = r9
3727  * if r5 > 0x79f goto pc+7
3728  *    R5_w=inv(id=0,umax_value=1951,var_off=(0x0; 0x7ff))
3729  * r5 += 1
3730  * ...
3731  * call bpf_perf_event_output#25
3732  *   where .arg5_type = ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO
3733  *
3734  * and this case:
3735  * r6 = 1
3736  * call foo // uses callee's r6 inside to compute r0
3737  * r0 += r6
3738  * if r0 == 0 goto
3739  *
3740  * to track above reg_mask/stack_mask needs to be independent for each frame.
3741  *
3742  * Also if parent's curframe > frame where backtracking started,
3743  * the verifier need to mark registers in both frames, otherwise callees
3744  * may incorrectly prune callers. This is similar to
3745  * commit 7640ead93924 ("bpf: verifier: make sure callees don't prune with caller differences")
3746  *
3747  * For now backtracking falls back into conservative marking.
3748  */
3749 static void mark_all_scalars_precise(struct bpf_verifier_env *env,
3750                                      struct bpf_verifier_state *st)
3751 {
3752         struct bpf_func_state *func;
3753         struct bpf_reg_state *reg;
3754         int i, j;
3755
3756         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3757                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: falling back to forcing all scalars precise\n",
3758                         st->curframe);
3759         }
3760
3761         /* big hammer: mark all scalars precise in this path.
3762          * pop_stack may still get !precise scalars.
3763          * We also skip current state and go straight to first parent state,
3764          * because precision markings in current non-checkpointed state are
3765          * not needed. See why in the comment in __mark_chain_precision below.
3766          */
3767         for (st = st->parent; st; st = st->parent) {
3768                 for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3769                         func = st->frame[i];
3770                         for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3771                                 reg = &func->regs[j];
3772                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3773                                         continue;
3774                                 reg->precise = true;
3775                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3776                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing r%d to be precise\n",
3777                                                 i, j);
3778                                 }
3779                         }
3780                         for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3781                                 if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3782                                         continue;
3783                                 reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3784                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE || reg->precise)
3785                                         continue;
3786                                 reg->precise = true;
3787                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
3788                                         verbose(env, "force_precise: frame%d: forcing fp%d to be precise\n",
3789                                                 i, -(j + 1) * 8);
3790                                 }
3791                         }
3792                 }
3793         }
3794 }
3795
3796 static void mark_all_scalars_imprecise(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3797 {
3798         struct bpf_func_state *func;
3799         struct bpf_reg_state *reg;
3800         int i, j;
3801
3802         for (i = 0; i <= st->curframe; i++) {
3803                 func = st->frame[i];
3804                 for (j = 0; j < BPF_REG_FP; j++) {
3805                         reg = &func->regs[j];
3806                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3807                                 continue;
3808                         reg->precise = false;
3809                 }
3810                 for (j = 0; j < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; j++) {
3811                         if (!is_spilled_reg(&func->stack[j]))
3812                                 continue;
3813                         reg = &func->stack[j].spilled_ptr;
3814                         if (reg->type != SCALAR_VALUE)
3815                                 continue;
3816                         reg->precise = false;
3817                 }
3818         }
3819 }
3820
3821 static bool idset_contains(struct bpf_idset *s, u32 id)
3822 {
3823         u32 i;
3824
3825         for (i = 0; i < s->count; ++i)
3826                 if (s->ids[i] == id)
3827                         return true;
3828
3829         return false;
3830 }
3831
3832 static int idset_push(struct bpf_idset *s, u32 id)
3833 {
3834         if (WARN_ON_ONCE(s->count >= ARRAY_SIZE(s->ids)))
3835                 return -EFAULT;
3836         s->ids[s->count++] = id;
3837         return 0;
3838 }
3839
3840 static void idset_reset(struct bpf_idset *s)
3841 {
3842         s->count = 0;
3843 }
3844
3845 /* Collect a set of IDs for all registers currently marked as precise in env->bt.
3846  * Mark all registers with these IDs as precise.
3847  */
3848 static int mark_precise_scalar_ids(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_verifier_state *st)
3849 {
3850         struct bpf_idset *precise_ids = &env->idset_scratch;
3851         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
3852         struct bpf_func_state *func;
3853         struct bpf_reg_state *reg;
3854         DECLARE_BITMAP(mask, 64);
3855         int i, fr;
3856
3857         idset_reset(precise_ids);
3858
3859         for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
3860                 func = st->frame[fr];
3861
3862                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
3863                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
3864                         reg = &func->regs[i];
3865                         if (!reg->id || reg->type != SCALAR_VALUE)
3866                                 continue;
3867                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3868                                 return -EFAULT;
3869                 }
3870
3871                 bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
3872                 for_each_set_bit(i, mask, 64) {
3873                         if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE)
3874                                 break;
3875                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3876                                 continue;
3877                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3878                         if (!reg->id)
3879                                 continue;
3880                         if (idset_push(precise_ids, reg->id))
3881                                 return -EFAULT;
3882                 }
3883         }
3884
3885         for (fr = 0; fr <= st->curframe; ++fr) {
3886                 func = st->frame[fr];
3887
3888                 for (i = BPF_REG_0; i < BPF_REG_10; ++i) {
3889                         reg = &func->regs[i];
3890                         if (!reg->id)
3891                                 continue;
3892                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3893                                 continue;
3894                         bt_set_frame_reg(bt, fr, i);
3895                 }
3896                 for (i = 0; i < func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; ++i) {
3897                         if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i]))
3898                                 continue;
3899                         reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
3900                         if (!reg->id)
3901                                 continue;
3902                         if (!idset_contains(precise_ids, reg->id))
3903                                 continue;
3904                         bt_set_frame_slot(bt, fr, i);
3905                 }
3906         }
3907
3908         return 0;
3909 }
3910
3911 /*
3912  * __mark_chain_precision() backtracks BPF program instruction sequence and
3913  * chain of verifier states making sure that register *regno* (if regno >= 0)
3914  * and/or stack slot *spi* (if spi >= 0) are marked as precisely tracked
3915  * SCALARS, as well as any other registers and slots that contribute to
3916  * a tracked state of given registers/stack slots, depending on specific BPF
3917  * assembly instructions (see backtrack_insns() for exact instruction handling
3918  * logic). This backtracking relies on recorded jmp_history and is able to
3919  * traverse entire chain of parent states. This process ends only when all the
3920  * necessary registers/slots and their transitive dependencies are marked as
3921  * precise.
3922  *
3923  * One important and subtle aspect is that precise marks *do not matter* in
3924  * the currently verified state (current state). It is important to understand
3925  * why this is the case.
3926  *
3927  * First, note that current state is the state that is not yet "checkpointed",
3928  * i.e., it is not yet put into env->explored_states, and it has no children
3929  * states as well. It's ephemeral, and can end up either a) being discarded if
3930  * compatible explored state is found at some point or BPF_EXIT instruction is
3931  * reached or b) checkpointed and put into env->explored_states, branching out
3932  * into one or more children states.
3933  *
3934  * In the former case, precise markings in current state are completely
3935  * ignored by state comparison code (see regsafe() for details). Only
3936  * checkpointed ("old") state precise markings are important, and if old
3937  * state's register/slot is precise, regsafe() assumes current state's
3938  * register/slot as precise and checks value ranges exactly and precisely. If
3939  * states turn out to be compatible, current state's necessary precise
3940  * markings and any required parent states' precise markings are enforced
3941  * after the fact with propagate_precision() logic, after the fact. But it's
3942  * important to realize that in this case, even after marking current state
3943  * registers/slots as precise, we immediately discard current state. So what
3944  * actually matters is any of the precise markings propagated into current
3945  * state's parent states, which are always checkpointed (due to b) case above).
3946  * As such, for scenario a) it doesn't matter if current state has precise
3947  * markings set or not.
3948  *
3949  * Now, for the scenario b), checkpointing and forking into child(ren)
3950  * state(s). Note that before current state gets to checkpointing step, any
3951  * processed instruction always assumes precise SCALAR register/slot
3952  * knowledge: if precise value or range is useful to prune jump branch, BPF
3953  * verifier takes this opportunity enthusiastically. Similarly, when
3954  * register's value is used to calculate offset or memory address, exact
3955  * knowledge of SCALAR range is assumed, checked, and enforced. So, similar to
3956  * what we mentioned above about state comparison ignoring precise markings
3957  * during state comparison, BPF verifier ignores and also assumes precise
3958  * markings *at will* during instruction verification process. But as verifier
3959  * assumes precision, it also propagates any precision dependencies across
3960  * parent states, which are not yet finalized, so can be further restricted
3961  * based on new knowledge gained from restrictions enforced by their children
3962  * states. This is so that once those parent states are finalized, i.e., when
3963  * they have no more active children state, state comparison logic in
3964  * is_state_visited() would enforce strict and precise SCALAR ranges, if
3965  * required for correctness.
3966  *
3967  * To build a bit more intuition, note also that once a state is checkpointed,
3968  * the path we took to get to that state is not important. This is crucial
3969  * property for state pruning. When state is checkpointed and finalized at
3970  * some instruction index, it can be correctly and safely used to "short
3971  * circuit" any *compatible* state that reaches exactly the same instruction
3972  * index. I.e., if we jumped to that instruction from a completely different
3973  * code path than original finalized state was derived from, it doesn't
3974  * matter, current state can be discarded because from that instruction
3975  * forward having a compatible state will ensure we will safely reach the
3976  * exit. States describe preconditions for further exploration, but completely
3977  * forget the history of how we got here.
3978  *
3979  * This also means that even if we needed precise SCALAR range to get to
3980  * finalized state, but from that point forward *that same* SCALAR register is
3981  * never used in a precise context (i.e., it's precise value is not needed for
3982  * correctness), it's correct and safe to mark such register as "imprecise"
3983  * (i.e., precise marking set to false). This is what we rely on when we do
3984  * not set precise marking in current state. If no child state requires
3985  * precision for any given SCALAR register, it's safe to dictate that it can
3986  * be imprecise. If any child state does require this register to be precise,
3987  * we'll mark it precise later retroactively during precise markings
3988  * propagation from child state to parent states.
3989  *
3990  * Skipping precise marking setting in current state is a mild version of
3991  * relying on the above observation. But we can utilize this property even
3992  * more aggressively by proactively forgetting any precise marking in the
3993  * current state (which we inherited from the parent state), right before we
3994  * checkpoint it and branch off into new child state. This is done by
3995  * mark_all_scalars_imprecise() to hopefully get more permissive and generic
3996  * finalized states which help in short circuiting more future states.
3997  */
3998 static int __mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
3999 {
4000         struct backtrack_state *bt = &env->bt;
4001         struct bpf_verifier_state *st = env->cur_state;
4002         int first_idx = st->first_insn_idx;
4003         int last_idx = env->insn_idx;
4004         int subseq_idx = -1;
4005         struct bpf_func_state *func;
4006         struct bpf_reg_state *reg;
4007         bool skip_first = true;
4008         int i, fr, err;
4009
4010         if (!env->bpf_capable)
4011                 return 0;
4012
4013         /* set frame number from which we are starting to backtrack */
4014         bt_init(bt, env->cur_state->curframe);
4015
4016         /* Do sanity checks against current state of register and/or stack
4017          * slot, but don't set precise flag in current state, as precision
4018          * tracking in the current state is unnecessary.
4019          */
4020         func = st->frame[bt->frame];
4021         if (regno >= 0) {
4022                 reg = &func->regs[regno];
4023                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4024                         WARN_ONCE(1, "backtracing misuse");
4025                         return -EFAULT;
4026                 }
4027                 bt_set_reg(bt, regno);
4028         }
4029
4030         if (bt_empty(bt))
4031                 return 0;
4032
4033         for (;;) {
4034                 DECLARE_BITMAP(mask, 64);
4035                 u32 history = st->jmp_history_cnt;
4036
4037                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4038                         verbose(env, "mark_precise: frame%d: last_idx %d first_idx %d subseq_idx %d \n",
4039                                 bt->frame, last_idx, first_idx, subseq_idx);
4040                 }
4041
4042                 /* If some register with scalar ID is marked as precise,
4043                  * make sure that all registers sharing this ID are also precise.
4044                  * This is needed to estimate effect of find_equal_scalars().
4045                  * Do this at the last instruction of each state,
4046                  * bpf_reg_state::id fields are valid for these instructions.
4047                  *
4048                  * Allows to track precision in situation like below:
4049                  *
4050                  *     r2 = unknown value
4051                  *     ...
4052                  *   --- state #0 ---
4053                  *     ...
4054                  *     r1 = r2                 // r1 and r2 now share the same ID
4055                  *     ...
4056                  *   --- state #1 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4057                  *     ...
4058                  *     if (r2 > 10) goto exit; // find_equal_scalars() assigns range to r1
4059                  *     ...
4060                  *   --- state #2 {r1.id = A, r2.id = A} ---
4061                  *     r3 = r10
4062                  *     r3 += r1                // need to mark both r1 and r2
4063                  */
4064                 if (mark_precise_scalar_ids(env, st))
4065                         return -EFAULT;
4066
4067                 if (last_idx < 0) {
4068                         /* we are at the entry into subprog, which
4069                          * is expected for global funcs, but only if
4070                          * requested precise registers are R1-R5
4071                          * (which are global func's input arguments)
4072                          */
4073                         if (st->curframe == 0 &&
4074                             st->frame[0]->subprogno > 0 &&
4075                             st->frame[0]->callsite == BPF_MAIN_FUNC &&
4076                             bt_stack_mask(bt) == 0 &&
4077                             (bt_reg_mask(bt) & ~BPF_REGMASK_ARGS) == 0) {
4078                                 bitmap_from_u64(mask, bt_reg_mask(bt));
4079                                 for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4080                                         reg = &st->frame[0]->regs[i];
4081                                         bt_clear_reg(bt, i);
4082                                         if (reg->type == SCALAR_VALUE)
4083                                                 reg->precise = true;
4084                                 }
4085                                 return 0;
4086                         }
4087
4088                         verbose(env, "BUG backtracking func entry subprog %d reg_mask %x stack_mask %llx\n",
4089                                 st->frame[0]->subprogno, bt_reg_mask(bt), bt_stack_mask(bt));
4090                         WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4091                         return -EFAULT;
4092                 }
4093
4094                 for (i = last_idx;;) {
4095                         if (skip_first) {
4096                                 err = 0;
4097                                 skip_first = false;
4098                         } else {
4099                                 err = backtrack_insn(env, i, subseq_idx, bt);
4100                         }
4101                         if (err == -ENOTSUPP) {
4102                                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4103                                 bt_reset(bt);
4104                                 return 0;
4105                         } else if (err) {
4106                                 return err;
4107                         }
4108                         if (bt_empty(bt))
4109                                 /* Found assignment(s) into tracked register in this state.
4110                                  * Since this state is already marked, just return.
4111                                  * Nothing to be tracked further in the parent state.
4112                                  */
4113                                 return 0;
4114                         subseq_idx = i;
4115                         i = get_prev_insn_idx(st, i, &history);
4116                         if (i == -ENOENT)
4117                                 break;
4118                         if (i >= env->prog->len) {
4119                                 /* This can happen if backtracking reached insn 0
4120                                  * and there are still reg_mask or stack_mask
4121                                  * to backtrack.
4122                                  * It means the backtracking missed the spot where
4123                                  * particular register was initialized with a constant.
4124                                  */
4125                                 verbose(env, "BUG backtracking idx %d\n", i);
4126                                 WARN_ONCE(1, "verifier backtracking bug");
4127                                 return -EFAULT;
4128                         }
4129                 }
4130                 st = st->parent;
4131                 if (!st)
4132                         break;
4133
4134                 for (fr = bt->frame; fr >= 0; fr--) {
4135                         func = st->frame[fr];
4136                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4137                         for_each_set_bit(i, mask, 32) {
4138                                 reg = &func->regs[i];
4139                                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4140                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4141                                         continue;
4142                                 }
4143                                 if (reg->precise)
4144                                         bt_clear_frame_reg(bt, fr, i);
4145                                 else
4146                                         reg->precise = true;
4147                         }
4148
4149                         bitmap_from_u64(mask, bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4150                         for_each_set_bit(i, mask, 64) {
4151                                 if (i >= func->allocated_stack / BPF_REG_SIZE) {
4152                                         /* the sequence of instructions:
4153                                          * 2: (bf) r3 = r10
4154                                          * 3: (7b) *(u64 *)(r3 -8) = r0
4155                                          * 4: (79) r4 = *(u64 *)(r10 -8)
4156                                          * doesn't contain jmps. It's backtracked
4157                                          * as a single block.
4158                                          * During backtracking insn 3 is not recognized as
4159                                          * stack access, so at the end of backtracking
4160                                          * stack slot fp-8 is still marked in stack_mask.
4161                                          * However the parent state may not have accessed
4162                                          * fp-8 and it's "unallocated" stack space.
4163                                          * In such case fallback to conservative.
4164                                          */
4165                                         mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4166                                         bt_reset(bt);
4167                                         return 0;
4168                                 }
4169
4170                                 if (!is_spilled_scalar_reg(&func->stack[i])) {
4171                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4172                                         continue;
4173                                 }
4174                                 reg = &func->stack[i].spilled_ptr;
4175                                 if (reg->precise)
4176                                         bt_clear_frame_slot(bt, fr, i);
4177                                 else
4178                                         reg->precise = true;
4179                         }
4180                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
4181                                 fmt_reg_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4182                                              bt_frame_reg_mask(bt, fr));
4183                                 verbose(env, "mark_precise: frame%d: parent state regs=%s ",
4184                                         fr, env->tmp_str_buf);
4185                                 fmt_stack_mask(env->tmp_str_buf, TMP_STR_BUF_LEN,
4186                                                bt_frame_stack_mask(bt, fr));
4187                                 verbose(env, "stack=%s: ", env->tmp_str_buf);
4188                                 print_verifier_state(env, func, true);
4189                         }
4190                 }
4191
4192                 if (bt_empty(bt))
4193                         return 0;
4194
4195                 subseq_idx = first_idx;
4196                 last_idx = st->last_insn_idx;
4197                 first_idx = st->first_insn_idx;
4198         }
4199
4200         /* if we still have requested precise regs or slots, we missed
4201          * something (e.g., stack access through non-r10 register), so
4202          * fallback to marking all precise
4203          */
4204         if (!bt_empty(bt)) {
4205                 mark_all_scalars_precise(env, env->cur_state);
4206                 bt_reset(bt);
4207         }
4208
4209         return 0;
4210 }
4211
4212 int mark_chain_precision(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4213 {
4214         return __mark_chain_precision(env, regno);
4215 }
4216
4217 /* mark_chain_precision_batch() assumes that env->bt is set in the caller to
4218  * desired reg and stack masks across all relevant frames
4219  */
4220 static int mark_chain_precision_batch(struct bpf_verifier_env *env)
4221 {
4222         return __mark_chain_precision(env, -1);
4223 }
4224
4225 static bool is_spillable_regtype(enum bpf_reg_type type)
4226 {
4227         switch (base_type(type)) {
4228         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4229         case PTR_TO_STACK:
4230         case PTR_TO_CTX:
4231         case PTR_TO_PACKET:
4232         case PTR_TO_PACKET_META:
4233         case PTR_TO_PACKET_END:
4234         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
4235         case CONST_PTR_TO_MAP:
4236         case PTR_TO_SOCKET:
4237         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
4238         case PTR_TO_TCP_SOCK:
4239         case PTR_TO_XDP_SOCK:
4240         case PTR_TO_BTF_ID:
4241         case PTR_TO_BUF:
4242         case PTR_TO_MEM:
4243         case PTR_TO_FUNC:
4244         case PTR_TO_MAP_KEY:
4245                 return true;
4246         default:
4247                 return false;
4248         }
4249 }
4250
4251 /* Does this register contain a constant zero? */
4252 static bool register_is_null(struct bpf_reg_state *reg)
4253 {
4254         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_equals_const(reg->var_off, 0);
4255 }
4256
4257 static bool register_is_const(struct bpf_reg_state *reg)
4258 {
4259         return reg->type == SCALAR_VALUE && tnum_is_const(reg->var_off);
4260 }
4261
4262 static bool __is_scalar_unbounded(struct bpf_reg_state *reg)
4263 {
4264         return tnum_is_unknown(reg->var_off) &&
4265                reg->smin_value == S64_MIN && reg->smax_value == S64_MAX &&
4266                reg->umin_value == 0 && reg->umax_value == U64_MAX &&
4267                reg->s32_min_value == S32_MIN && reg->s32_max_value == S32_MAX &&
4268                reg->u32_min_value == 0 && reg->u32_max_value == U32_MAX;
4269 }
4270
4271 static bool register_is_bounded(struct bpf_reg_state *reg)
4272 {
4273         return reg->type == SCALAR_VALUE && !__is_scalar_unbounded(reg);
4274 }
4275
4276 static bool __is_pointer_value(bool allow_ptr_leaks,
4277                                const struct bpf_reg_state *reg)
4278 {
4279         if (allow_ptr_leaks)
4280                 return false;
4281
4282         return reg->type != SCALAR_VALUE;
4283 }
4284
4285 /* Copy src state preserving dst->parent and dst->live fields */
4286 static void copy_register_state(struct bpf_reg_state *dst, const struct bpf_reg_state *src)
4287 {
4288         struct bpf_reg_state *parent = dst->parent;
4289         enum bpf_reg_liveness live = dst->live;
4290
4291         *dst = *src;
4292         dst->parent = parent;
4293         dst->live = live;
4294 }
4295
4296 static void save_register_state(struct bpf_func_state *state,
4297                                 int spi, struct bpf_reg_state *reg,
4298                                 int size)
4299 {
4300         int i;
4301
4302         copy_register_state(&state->stack[spi].spilled_ptr, reg);
4303         if (size == BPF_REG_SIZE)
4304                 state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4305
4306         for (i = BPF_REG_SIZE; i > BPF_REG_SIZE - size; i--)
4307                 state->stack[spi].slot_type[i - 1] = STACK_SPILL;
4308
4309         /* size < 8 bytes spill */
4310         for (; i; i--)
4311                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i - 1]);
4312 }
4313
4314 static bool is_bpf_st_mem(struct bpf_insn *insn)
4315 {
4316         return BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ST && BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM;
4317 }
4318
4319 /* check_stack_{read,write}_fixed_off functions track spill/fill of registers,
4320  * stack boundary and alignment are checked in check_mem_access()
4321  */
4322 static int check_stack_write_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4323                                        /* stack frame we're writing to */
4324                                        struct bpf_func_state *state,
4325                                        int off, int size, int value_regno,
4326                                        int insn_idx)
4327 {
4328         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4329         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE, err;
4330         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4331         struct bpf_reg_state *reg = NULL;
4332         u32 dst_reg = insn->dst_reg;
4333
4334         /* caller checked that off % size == 0 and -MAX_BPF_STACK <= off < 0,
4335          * so it's aligned access and [off, off + size) are within stack limits
4336          */
4337         if (!env->allow_ptr_leaks &&
4338             is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
4339             size != BPF_REG_SIZE) {
4340                 verbose(env, "attempt to corrupt spilled pointer on stack\n");
4341                 return -EACCES;
4342         }
4343
4344         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4345         if (value_regno >= 0)
4346                 reg = &cur->regs[value_regno];
4347         if (!env->bypass_spec_v4) {
4348                 bool sanitize = reg && is_spillable_regtype(reg->type);
4349
4350                 for (i = 0; i < size; i++) {
4351                         u8 type = state->stack[spi].slot_type[i];
4352
4353                         if (type != STACK_MISC && type != STACK_ZERO) {
4354                                 sanitize = true;
4355                                 break;
4356                         }
4357                 }
4358
4359                 if (sanitize)
4360                         env->insn_aux_data[insn_idx].sanitize_stack_spill = true;
4361         }
4362
4363         err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4364         if (err)
4365                 return err;
4366
4367         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4368         if (reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && register_is_bounded(reg) &&
4369             !register_is_null(reg) && env->bpf_capable) {
4370                 if (dst_reg != BPF_REG_FP) {
4371                         /* The backtracking logic can only recognize explicit
4372                          * stack slot address like [fp - 8]. Other spill of
4373                          * scalar via different register has to be conservative.
4374                          * Backtrack from here and mark all registers as precise
4375                          * that contributed into 'reg' being a constant.
4376                          */
4377                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4378                         if (err)
4379                                 return err;
4380                 }
4381                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4382                 /* Break the relation on a narrowing spill. */
4383                 if (fls64(reg->umax_value) > BITS_PER_BYTE * size)
4384                         state->stack[spi].spilled_ptr.id = 0;
4385         } else if (!reg && !(off % BPF_REG_SIZE) && is_bpf_st_mem(insn) &&
4386                    insn->imm != 0 && env->bpf_capable) {
4387                 struct bpf_reg_state fake_reg = {};
4388
4389                 __mark_reg_known(&fake_reg, insn->imm);
4390                 fake_reg.type = SCALAR_VALUE;
4391                 save_register_state(state, spi, &fake_reg, size);
4392         } else if (reg && is_spillable_regtype(reg->type)) {
4393                 /* register containing pointer is being spilled into stack */
4394                 if (size != BPF_REG_SIZE) {
4395                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
4396                         verbose(env, "invalid size of register spill\n");
4397                         return -EACCES;
4398                 }
4399                 if (state != cur && reg->type == PTR_TO_STACK) {
4400                         verbose(env, "cannot spill pointers to stack into stack frame of the caller\n");
4401                         return -EINVAL;
4402                 }
4403                 save_register_state(state, spi, reg, size);
4404         } else {
4405                 u8 type = STACK_MISC;
4406
4407                 /* regular write of data into stack destroys any spilled ptr */
4408                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4409                 /* Mark slots as STACK_MISC if they belonged to spilled ptr/dynptr/iter. */
4410                 if (is_stack_slot_special(&state->stack[spi]))
4411                         for (i = 0; i < BPF_REG_SIZE; i++)
4412                                 scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[i]);
4413
4414                 /* only mark the slot as written if all 8 bytes were written
4415                  * otherwise read propagation may incorrectly stop too soon
4416                  * when stack slots are partially written.
4417                  * This heuristic means that read propagation will be
4418                  * conservative, since it will add reg_live_read marks
4419                  * to stack slots all the way to first state when programs
4420                  * writes+reads less than 8 bytes
4421                  */
4422                 if (size == BPF_REG_SIZE)
4423                         state->stack[spi].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4424
4425                 /* when we zero initialize stack slots mark them as such */
4426                 if ((reg && register_is_null(reg)) ||
4427                     (!reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0)) {
4428                         /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4429                         err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4430                         if (err)
4431                                 return err;
4432                         type = STACK_ZERO;
4433                 }
4434
4435                 /* Mark slots affected by this stack write. */
4436                 for (i = 0; i < size; i++)
4437                         state->stack[spi].slot_type[(slot - i) % BPF_REG_SIZE] =
4438                                 type;
4439         }
4440         return 0;
4441 }
4442
4443 /* Write the stack: 'stack[ptr_regno + off] = value_regno'. 'ptr_regno' is
4444  * known to contain a variable offset.
4445  * This function checks whether the write is permitted and conservatively
4446  * tracks the effects of the write, considering that each stack slot in the
4447  * dynamic range is potentially written to.
4448  *
4449  * 'off' includes 'regno->off'.
4450  * 'value_regno' can be -1, meaning that an unknown value is being written to
4451  * the stack.
4452  *
4453  * Spilled pointers in range are not marked as written because we don't know
4454  * what's going to be actually written. This means that read propagation for
4455  * future reads cannot be terminated by this write.
4456  *
4457  * For privileged programs, uninitialized stack slots are considered
4458  * initialized by this write (even though we don't know exactly what offsets
4459  * are going to be written to). The idea is that we don't want the verifier to
4460  * reject future reads that access slots written to through variable offsets.
4461  */
4462 static int check_stack_write_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4463                                      /* func where register points to */
4464                                      struct bpf_func_state *state,
4465                                      int ptr_regno, int off, int size,
4466                                      int value_regno, int insn_idx)
4467 {
4468         struct bpf_func_state *cur; /* state of the current function */
4469         int min_off, max_off;
4470         int i, err;
4471         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, *value_reg = NULL;
4472         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
4473         bool writing_zero = false;
4474         /* set if the fact that we're writing a zero is used to let any
4475          * stack slots remain STACK_ZERO
4476          */
4477         bool zero_used = false;
4478
4479         cur = env->cur_state->frame[env->cur_state->curframe];
4480         ptr_reg = &cur->regs[ptr_regno];
4481         min_off = ptr_reg->smin_value + off;
4482         max_off = ptr_reg->smax_value + off + size;
4483         if (value_regno >= 0)
4484                 value_reg = &cur->regs[value_regno];
4485         if ((value_reg && register_is_null(value_reg)) ||
4486             (!value_reg && is_bpf_st_mem(insn) && insn->imm == 0))
4487                 writing_zero = true;
4488
4489         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4490                 int spi;
4491
4492                 spi = __get_spi(i);
4493                 err = destroy_if_dynptr_stack_slot(env, state, spi);
4494                 if (err)
4495                         return err;
4496         }
4497
4498         /* Variable offset writes destroy any spilled pointers in range. */
4499         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4500                 u8 new_type, *stype;
4501                 int slot, spi;
4502
4503                 slot = -i - 1;
4504                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4505                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
4506                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4507
4508                 if (!env->allow_ptr_leaks && *stype != STACK_MISC && *stype != STACK_ZERO) {
4509                         /* Reject the write if range we may write to has not
4510                          * been initialized beforehand. If we didn't reject
4511                          * here, the ptr status would be erased below (even
4512                          * though not all slots are actually overwritten),
4513                          * possibly opening the door to leaks.
4514                          *
4515                          * We do however catch STACK_INVALID case below, and
4516                          * only allow reading possibly uninitialized memory
4517                          * later for CAP_PERFMON, as the write may not happen to
4518                          * that slot.
4519                          */
4520                         verbose(env, "spilled ptr in range of var-offset stack write; insn %d, ptr off: %d",
4521                                 insn_idx, i);
4522                         return -EINVAL;
4523                 }
4524
4525                 /* Erase all spilled pointers. */
4526                 state->stack[spi].spilled_ptr.type = NOT_INIT;
4527
4528                 /* Update the slot type. */
4529                 new_type = STACK_MISC;
4530                 if (writing_zero && *stype == STACK_ZERO) {
4531                         new_type = STACK_ZERO;
4532                         zero_used = true;
4533                 }
4534                 /* If the slot is STACK_INVALID, we check whether it's OK to
4535                  * pretend that it will be initialized by this write. The slot
4536                  * might not actually be written to, and so if we mark it as
4537                  * initialized future reads might leak uninitialized memory.
4538                  * For privileged programs, we will accept such reads to slots
4539                  * that may or may not be written because, if we're reject
4540                  * them, the error would be too confusing.
4541                  */
4542                 if (*stype == STACK_INVALID && !env->allow_uninit_stack) {
4543                         verbose(env, "uninit stack in range of var-offset write prohibited for !root; insn %d, off: %d",
4544                                         insn_idx, i);
4545                         return -EINVAL;
4546                 }
4547                 *stype = new_type;
4548         }
4549         if (zero_used) {
4550                 /* backtracking doesn't work for STACK_ZERO yet. */
4551                 err = mark_chain_precision(env, value_regno);
4552                 if (err)
4553                         return err;
4554         }
4555         return 0;
4556 }
4557
4558 /* When register 'dst_regno' is assigned some values from stack[min_off,
4559  * max_off), we set the register's type according to the types of the
4560  * respective stack slots. If all the stack values are known to be zeros, then
4561  * so is the destination reg. Otherwise, the register is considered to be
4562  * SCALAR. This function does not deal with register filling; the caller must
4563  * ensure that all spilled registers in the stack range have been marked as
4564  * read.
4565  */
4566 static void mark_reg_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4567                                 /* func where src register points to */
4568                                 struct bpf_func_state *ptr_state,
4569                                 int min_off, int max_off, int dst_regno)
4570 {
4571         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4572         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4573         int i, slot, spi;
4574         u8 *stype;
4575         int zeros = 0;
4576
4577         for (i = min_off; i < max_off; i++) {
4578                 slot = -i - 1;
4579                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4580                 mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4581                 stype = ptr_state->stack[spi].slot_type;
4582                 if (stype[slot % BPF_REG_SIZE] != STACK_ZERO)
4583                         break;
4584                 zeros++;
4585         }
4586         if (zeros == max_off - min_off) {
4587                 /* any access_size read into register is zero extended,
4588                  * so the whole register == const_zero
4589                  */
4590                 __mark_reg_const_zero(&state->regs[dst_regno]);
4591                 /* backtracking doesn't support STACK_ZERO yet,
4592                  * so mark it precise here, so that later
4593                  * backtracking can stop here.
4594                  * Backtracking may not need this if this register
4595                  * doesn't participate in pointer adjustment.
4596                  * Forward propagation of precise flag is not
4597                  * necessary either. This mark is only to stop
4598                  * backtracking. Any register that contributed
4599                  * to const 0 was marked precise before spill.
4600                  */
4601                 state->regs[dst_regno].precise = true;
4602         } else {
4603                 /* have read misc data from the stack */
4604                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4605         }
4606         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4607 }
4608
4609 /* Read the stack at 'off' and put the results into the register indicated by
4610  * 'dst_regno'. It handles reg filling if the addressed stack slot is a
4611  * spilled reg.
4612  *
4613  * 'dst_regno' can be -1, meaning that the read value is not going to a
4614  * register.
4615  *
4616  * The access is assumed to be within the current stack bounds.
4617  */
4618 static int check_stack_read_fixed_off(struct bpf_verifier_env *env,
4619                                       /* func where src register points to */
4620                                       struct bpf_func_state *reg_state,
4621                                       int off, int size, int dst_regno)
4622 {
4623         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4624         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4625         int i, slot = -off - 1, spi = slot / BPF_REG_SIZE;
4626         struct bpf_reg_state *reg;
4627         u8 *stype, type;
4628
4629         stype = reg_state->stack[spi].slot_type;
4630         reg = &reg_state->stack[spi].spilled_ptr;
4631
4632         mark_stack_slot_scratched(env, spi);
4633
4634         if (is_spilled_reg(&reg_state->stack[spi])) {
4635                 u8 spill_size = 1;
4636
4637                 for (i = BPF_REG_SIZE - 1; i > 0 && stype[i - 1] == STACK_SPILL; i--)
4638                         spill_size++;
4639
4640                 if (size != BPF_REG_SIZE || spill_size != BPF_REG_SIZE) {
4641                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
4642                                 verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
4643                                 verbose(env, "invalid size of register fill\n");
4644                                 return -EACCES;
4645                         }
4646
4647                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4648                         if (dst_regno < 0)
4649                                 return 0;
4650
4651                         if (!(off % BPF_REG_SIZE) && size == spill_size) {
4652                                 /* The earlier check_reg_arg() has decided the
4653                                  * subreg_def for this insn.  Save it first.
4654                                  */
4655                                 s32 subreg_def = state->regs[dst_regno].subreg_def;
4656
4657                                 copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4658                                 state->regs[dst_regno].subreg_def = subreg_def;
4659                         } else {
4660                                 for (i = 0; i < size; i++) {
4661                                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4662                                         if (type == STACK_SPILL)
4663                                                 continue;
4664                                         if (type == STACK_MISC)
4665                                                 continue;
4666                                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4667                                                 continue;
4668                                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4669                                                 off, i, size);
4670                                         return -EACCES;
4671                                 }
4672                                 mark_reg_unknown(env, state->regs, dst_regno);
4673                         }
4674                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4675                         return 0;
4676                 }
4677
4678                 if (dst_regno >= 0) {
4679                         /* restore register state from stack */
4680                         copy_register_state(&state->regs[dst_regno], reg);
4681                         /* mark reg as written since spilled pointer state likely
4682                          * has its liveness marks cleared by is_state_visited()
4683                          * which resets stack/reg liveness for state transitions
4684                          */
4685                         state->regs[dst_regno].live |= REG_LIVE_WRITTEN;
4686                 } else if (__is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg)) {
4687                         /* If dst_regno==-1, the caller is asking us whether
4688                          * it is acceptable to use this value as a SCALAR_VALUE
4689                          * (e.g. for XADD).
4690                          * We must not allow unprivileged callers to do that
4691                          * with spilled pointers.
4692                          */
4693                         verbose(env, "leaking pointer from stack off %d\n",
4694                                 off);
4695                         return -EACCES;
4696                 }
4697                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4698         } else {
4699                 for (i = 0; i < size; i++) {
4700                         type = stype[(slot - i) % BPF_REG_SIZE];
4701                         if (type == STACK_MISC)
4702                                 continue;
4703                         if (type == STACK_ZERO)
4704                                 continue;
4705                         if (type == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)
4706                                 continue;
4707                         verbose(env, "invalid read from stack off %d+%d size %d\n",
4708                                 off, i, size);
4709                         return -EACCES;
4710                 }
4711                 mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
4712                 if (dst_regno >= 0)
4713                         mark_reg_stack_read(env, reg_state, off, off + size, dst_regno);
4714         }
4715         return 0;
4716 }
4717
4718 enum bpf_access_src {
4719         ACCESS_DIRECT = 1,  /* the access is performed by an instruction */
4720         ACCESS_HELPER = 2,  /* the access is performed by a helper */
4721 };
4722
4723 static int check_stack_range_initialized(struct bpf_verifier_env *env,
4724                                          int regno, int off, int access_size,
4725                                          bool zero_size_allowed,
4726                                          enum bpf_access_src type,
4727                                          struct bpf_call_arg_meta *meta);
4728
4729 static struct bpf_reg_state *reg_state(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
4730 {
4731         return cur_regs(env) + regno;
4732 }
4733
4734 /* Read the stack at 'ptr_regno + off' and put the result into the register
4735  * 'dst_regno'.
4736  * 'off' includes the pointer register's fixed offset(i.e. 'ptr_regno.off'),
4737  * but not its variable offset.
4738  * 'size' is assumed to be <= reg size and the access is assumed to be aligned.
4739  *
4740  * As opposed to check_stack_read_fixed_off, this function doesn't deal with
4741  * filling registers (i.e. reads of spilled register cannot be detected when
4742  * the offset is not fixed). We conservatively mark 'dst_regno' as containing
4743  * SCALAR_VALUE. That's why we assert that the 'ptr_regno' has a variable
4744  * offset; for a fixed offset check_stack_read_fixed_off should be used
4745  * instead.
4746  */
4747 static int check_stack_read_var_off(struct bpf_verifier_env *env,
4748                                     int ptr_regno, int off, int size, int dst_regno)
4749 {
4750         /* The state of the source register. */
4751         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4752         struct bpf_func_state *ptr_state = func(env, reg);
4753         int err;
4754         int min_off, max_off;
4755
4756         /* Note that we pass a NULL meta, so raw access will not be permitted.
4757          */
4758         err = check_stack_range_initialized(env, ptr_regno, off, size,
4759                                             false, ACCESS_DIRECT, NULL);
4760         if (err)
4761                 return err;
4762
4763         min_off = reg->smin_value + off;
4764         max_off = reg->smax_value + off;
4765         mark_reg_stack_read(env, ptr_state, min_off, max_off + size, dst_regno);
4766         return 0;
4767 }
4768
4769 /* check_stack_read dispatches to check_stack_read_fixed_off or
4770  * check_stack_read_var_off.
4771  *
4772  * The caller must ensure that the offset falls within the allocated stack
4773  * bounds.
4774  *
4775  * 'dst_regno' is a register which will receive the value from the stack. It
4776  * can be -1, meaning that the read value is not going to a register.
4777  */
4778 static int check_stack_read(struct bpf_verifier_env *env,
4779                             int ptr_regno, int off, int size,
4780                             int dst_regno)
4781 {
4782         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4783         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4784         int err;
4785         /* Some accesses are only permitted with a static offset. */
4786         bool var_off = !tnum_is_const(reg->var_off);
4787
4788         /* The offset is required to be static when reads don't go to a
4789          * register, in order to not leak pointers (see
4790          * check_stack_read_fixed_off).
4791          */
4792         if (dst_regno < 0 && var_off) {
4793                 char tn_buf[48];
4794
4795                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4796                 verbose(env, "variable offset stack pointer cannot be passed into helper function; var_off=%s off=%d size=%d\n",
4797                         tn_buf, off, size);
4798                 return -EACCES;
4799         }
4800         /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity
4801          * since it requires corresponding support in Spectre masking for stack
4802          * ALU. See also retrieve_ptr_limit(). The check in
4803          * check_stack_access_for_ptr_arithmetic() called by
4804          * adjust_ptr_min_max_vals() prevents users from creating stack pointers
4805          * with variable offsets, therefore no check is required here. Further,
4806          * just checking it here would be insufficient as speculative stack
4807          * writes could still lead to unsafe speculative behaviour.
4808          */
4809         if (!var_off) {
4810                 off += reg->var_off.value;
4811                 err = check_stack_read_fixed_off(env, state, off, size,
4812                                                  dst_regno);
4813         } else {
4814                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4815                  * than fixed offset ones. Note that dst_regno >= 0 on this
4816                  * branch.
4817                  */
4818                 err = check_stack_read_var_off(env, ptr_regno, off, size,
4819                                                dst_regno);
4820         }
4821         return err;
4822 }
4823
4824
4825 /* check_stack_write dispatches to check_stack_write_fixed_off or
4826  * check_stack_write_var_off.
4827  *
4828  * 'ptr_regno' is the register used as a pointer into the stack.
4829  * 'off' includes 'ptr_regno->off', but not its variable offset (if any).
4830  * 'value_regno' is the register whose value we're writing to the stack. It can
4831  * be -1, meaning that we're not writing from a register.
4832  *
4833  * The caller must ensure that the offset falls within the maximum stack size.
4834  */
4835 static int check_stack_write(struct bpf_verifier_env *env,
4836                              int ptr_regno, int off, int size,
4837                              int value_regno, int insn_idx)
4838 {
4839         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, ptr_regno);
4840         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
4841         int err;
4842
4843         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
4844                 off += reg->var_off.value;
4845                 err = check_stack_write_fixed_off(env, state, off, size,
4846                                                   value_regno, insn_idx);
4847         } else {
4848                 /* Variable offset stack reads need more conservative handling
4849                  * than fixed offset ones.
4850                  */
4851                 err = check_stack_write_var_off(env, state,
4852                                                 ptr_regno, off, size,
4853                                                 value_regno, insn_idx);
4854         }
4855         return err;
4856 }
4857
4858 static int check_map_access_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4859                                  int off, int size, enum bpf_access_type type)
4860 {
4861         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
4862         struct bpf_map *map = regs[regno].map_ptr;
4863         u32 cap = bpf_map_flags_to_cap(map);
4864
4865         if (type == BPF_WRITE && !(cap & BPF_MAP_CAN_WRITE)) {
4866                 verbose(env, "write into map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4867                         map->value_size, off, size);
4868                 return -EACCES;
4869         }
4870
4871         if (type == BPF_READ && !(cap & BPF_MAP_CAN_READ)) {
4872                 verbose(env, "read from map forbidden, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4873                         map->value_size, off, size);
4874                 return -EACCES;
4875         }
4876
4877         return 0;
4878 }
4879
4880 /* check read/write into memory region (e.g., map value, ringbuf sample, etc) */
4881 static int __check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
4882                               int off, int size, u32 mem_size,
4883                               bool zero_size_allowed)
4884 {
4885         bool size_ok = size > 0 || (size == 0 && zero_size_allowed);
4886         struct bpf_reg_state *reg;
4887
4888         if (off >= 0 && size_ok && (u64)off + size <= mem_size)
4889                 return 0;
4890
4891         reg = &cur_regs(env)[regno];
4892         switch (reg->type) {
4893         case PTR_TO_MAP_KEY:
4894                 verbose(env, "invalid access to map key, key_size=%d off=%d size=%d\n",
4895                         mem_size, off, size);
4896                 break;
4897         case PTR_TO_MAP_VALUE:
4898                 verbose(env, "invalid access to map value, value_size=%d off=%d size=%d\n",
4899                         mem_size, off, size);
4900                 break;
4901         case PTR_TO_PACKET:
4902         case PTR_TO_PACKET_META:
4903         case PTR_TO_PACKET_END:
4904                 verbose(env, "invalid access to packet, off=%d size=%d, R%d(id=%d,off=%d,r=%d)\n",
4905                         off, size, regno, reg->id, off, mem_size);
4906                 break;
4907         case PTR_TO_MEM:
4908         default:
4909                 verbose(env, "invalid access to memory, mem_size=%u off=%d size=%d\n",
4910                         mem_size, off, size);
4911         }
4912
4913         return -EACCES;
4914 }
4915
4916 /* check read/write into a memory region with possible variable offset */
4917 static int check_mem_region_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
4918                                    int off, int size, u32 mem_size,
4919                                    bool zero_size_allowed)
4920 {
4921         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
4922         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
4923         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
4924         int err;
4925
4926         /* We may have adjusted the register pointing to memory region, so we
4927          * need to try adding each of min_value and max_value to off
4928          * to make sure our theoretical access will be safe.
4929          *
4930          * The minimum value is only important with signed
4931          * comparisons where we can't assume the floor of a
4932          * value is 0.  If we are using signed variables for our
4933          * index'es we need to make sure that whatever we use
4934          * will have a set floor within our range.
4935          */
4936         if (reg->smin_value < 0 &&
4937             (reg->smin_value == S64_MIN ||
4938              (off + reg->smin_value != (s64)(s32)(off + reg->smin_value)) ||
4939               reg->smin_value + off < 0)) {
4940                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
4941                         regno);
4942                 return -EACCES;
4943         }
4944         err = __check_mem_access(env, regno, reg->smin_value + off, size,
4945                                  mem_size, zero_size_allowed);
4946         if (err) {
4947                 verbose(env, "R%d min value is outside of the allowed memory range\n",
4948                         regno);
4949                 return err;
4950         }
4951
4952         /* If we haven't set a max value then we need to bail since we can't be
4953          * sure we won't do bad things.
4954          * If reg->umax_value + off could overflow, treat that as unbounded too.
4955          */
4956         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
4957                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, make sure to bounds check any such access\n",
4958                         regno);
4959                 return -EACCES;
4960         }
4961         err = __check_mem_access(env, regno, reg->umax_value + off, size,
4962                                  mem_size, zero_size_allowed);
4963         if (err) {
4964                 verbose(env, "R%d max value is outside of the allowed memory range\n",
4965                         regno);
4966                 return err;
4967         }
4968
4969         return 0;
4970 }
4971
4972 static int __check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
4973                                const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
4974                                bool fixed_off_ok)
4975 {
4976         /* Access to this pointer-typed register or passing it to a helper
4977          * is only allowed in its original, unmodified form.
4978          */
4979
4980         if (reg->off < 0) {
4981                 verbose(env, "negative offset %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4982                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4983                 return -EACCES;
4984         }
4985
4986         if (!fixed_off_ok && reg->off) {
4987                 verbose(env, "dereference of modified %s ptr R%d off=%d disallowed\n",
4988                         reg_type_str(env, reg->type), regno, reg->off);
4989                 return -EACCES;
4990         }
4991
4992         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
4993                 char tn_buf[48];
4994
4995                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
4996                 verbose(env, "variable %s access var_off=%s disallowed\n",
4997                         reg_type_str(env, reg->type), tn_buf);
4998                 return -EACCES;
4999         }
5000
5001         return 0;
5002 }
5003
5004 int check_ptr_off_reg(struct bpf_verifier_env *env,
5005                       const struct bpf_reg_state *reg, int regno)
5006 {
5007         return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
5008 }
5009
5010 static int map_kptr_match_type(struct bpf_verifier_env *env,
5011                                struct btf_field *kptr_field,
5012                                struct bpf_reg_state *reg, u32 regno)
5013 {
5014         const char *targ_name = btf_type_name(kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id);
5015         int perm_flags;
5016         const char *reg_name = "";
5017
5018         if (btf_is_kernel(reg->btf)) {
5019                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | PTR_TRUSTED | MEM_RCU;
5020
5021                 /* Only unreferenced case accepts untrusted pointers */
5022                 if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5023                         perm_flags |= PTR_UNTRUSTED;
5024         } else {
5025                 perm_flags = PTR_MAYBE_NULL | MEM_ALLOC;
5026         }
5027
5028         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID || (type_flag(reg->type) & ~perm_flags))
5029                 goto bad_type;
5030
5031         /* We need to verify reg->type and reg->btf, before accessing reg->btf */
5032         reg_name = btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id);
5033
5034         /* For ref_ptr case, release function check should ensure we get one
5035          * referenced PTR_TO_BTF_ID, and that its fixed offset is 0. For the
5036          * normal store of unreferenced kptr, we must ensure var_off is zero.
5037          * Since ref_ptr cannot be accessed directly by BPF insns, checks for
5038          * reg->off and reg->ref_obj_id are not needed here.
5039          */
5040         if (__check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true))
5041                 return -EACCES;
5042
5043         /* A full type match is needed, as BTF can be vmlinux, module or prog BTF, and
5044          * we also need to take into account the reg->off.
5045          *
5046          * We want to support cases like:
5047          *
5048          * struct foo {
5049          *         struct bar br;
5050          *         struct baz bz;
5051          * };
5052          *
5053          * struct foo *v;
5054          * v = func();        // PTR_TO_BTF_ID
5055          * val->foo = v;      // reg->off is zero, btf and btf_id match type
5056          * val->bar = &v->br; // reg->off is still zero, but we need to retry with
5057          *                    // first member type of struct after comparison fails
5058          * val->baz = &v->bz; // reg->off is non-zero, so struct needs to be walked
5059          *                    // to match type
5060          *
5061          * In the kptr_ref case, check_func_arg_reg_off already ensures reg->off
5062          * is zero. We must also ensure that btf_struct_ids_match does not walk
5063          * the struct to match type against first member of struct, i.e. reject
5064          * second case from above. Hence, when type is BPF_KPTR_REF, we set
5065          * strict mode to true for type match.
5066          */
5067         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
5068                                   kptr_field->kptr.btf, kptr_field->kptr.btf_id,
5069                                   kptr_field->type == BPF_KPTR_REF))
5070                 goto bad_type;
5071         return 0;
5072 bad_type:
5073         verbose(env, "invalid kptr access, R%d type=%s%s ", regno,
5074                 reg_type_str(env, reg->type), reg_name);
5075         verbose(env, "expected=%s%s", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID), targ_name);
5076         if (kptr_field->type == BPF_KPTR_UNREF)
5077                 verbose(env, " or %s%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED),
5078                         targ_name);
5079         else
5080                 verbose(env, "\n");
5081         return -EINVAL;
5082 }
5083
5084 /* The non-sleepable programs and sleepable programs with explicit bpf_rcu_read_lock()
5085  * can dereference RCU protected pointers and result is PTR_TRUSTED.
5086  */
5087 static bool in_rcu_cs(struct bpf_verifier_env *env)
5088 {
5089         return env->cur_state->active_rcu_lock ||
5090                env->cur_state->active_lock.ptr ||
5091                !env->prog->aux->sleepable;
5092 }
5093
5094 /* Once GCC supports btf_type_tag the following mechanism will be replaced with tag check */
5095 BTF_SET_START(rcu_protected_types)
5096 BTF_ID(struct, prog_test_ref_kfunc)
5097 BTF_ID(struct, cgroup)
5098 BTF_ID(struct, bpf_cpumask)
5099 BTF_ID(struct, task_struct)
5100 BTF_SET_END(rcu_protected_types)
5101
5102 static bool rcu_protected_object(const struct btf *btf, u32 btf_id)
5103 {
5104         if (!btf_is_kernel(btf))
5105                 return false;
5106         return btf_id_set_contains(&rcu_protected_types, btf_id);
5107 }
5108
5109 static bool rcu_safe_kptr(const struct btf_field *field)
5110 {
5111         const struct btf_field_kptr *kptr = &field->kptr;
5112
5113         return field->type == BPF_KPTR_REF && rcu_protected_object(kptr->btf, kptr->btf_id);
5114 }
5115
5116 static int check_map_kptr_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5117                                  int value_regno, int insn_idx,
5118                                  struct btf_field *kptr_field)
5119 {
5120         struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[insn_idx];
5121         int class = BPF_CLASS(insn->code);
5122         struct bpf_reg_state *val_reg;
5123
5124         /* Things we already checked for in check_map_access and caller:
5125          *  - Reject cases where variable offset may touch kptr
5126          *  - size of access (must be BPF_DW)
5127          *  - tnum_is_const(reg->var_off)
5128          *  - kptr_field->offset == off + reg->var_off.value
5129          */
5130         /* Only BPF_[LDX,STX,ST] | BPF_MEM | BPF_DW is supported */
5131         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM) {
5132                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_MEM instruction mode\n");
5133                 return -EACCES;
5134         }
5135
5136         /* We only allow loading referenced kptr, since it will be marked as
5137          * untrusted, similar to unreferenced kptr.
5138          */
5139         if (class != BPF_LDX && kptr_field->type == BPF_KPTR_REF) {
5140                 verbose(env, "store to referenced kptr disallowed\n");
5141                 return -EACCES;
5142         }
5143
5144         if (class == BPF_LDX) {
5145                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5146                 /* We can simply mark the value_regno receiving the pointer
5147                  * value from map as PTR_TO_BTF_ID, with the correct type.
5148                  */
5149                 mark_btf_ld_reg(env, cur_regs(env), value_regno, PTR_TO_BTF_ID, kptr_field->kptr.btf,
5150                                 kptr_field->kptr.btf_id,
5151                                 rcu_safe_kptr(kptr_field) && in_rcu_cs(env) ?
5152                                 PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU :
5153                                 PTR_MAYBE_NULL | PTR_UNTRUSTED);
5154                 /* For mark_ptr_or_null_reg */
5155                 val_reg->id = ++env->id_gen;
5156         } else if (class == BPF_STX) {
5157                 val_reg = reg_state(env, value_regno);
5158                 if (!register_is_null(val_reg) &&
5159                     map_kptr_match_type(env, kptr_field, val_reg, value_regno))
5160                         return -EACCES;
5161         } else if (class == BPF_ST) {
5162                 if (insn->imm) {
5163                         verbose(env, "BPF_ST imm must be 0 when storing to kptr at off=%u\n",
5164                                 kptr_field->offset);
5165                         return -EACCES;
5166                 }
5167         } else {
5168                 verbose(env, "kptr in map can only be accessed using BPF_LDX/BPF_STX/BPF_ST\n");
5169                 return -EACCES;
5170         }
5171         return 0;
5172 }
5173
5174 /* check read/write into a map element with possible variable offset */
5175 static int check_map_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
5176                             int off, int size, bool zero_size_allowed,
5177                             enum bpf_access_src src)
5178 {
5179         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
5180         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
5181         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regno];
5182         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
5183         struct btf_record *rec;
5184         int err, i;
5185
5186         err = check_mem_region_access(env, regno, off, size, map->value_size,
5187                                       zero_size_allowed);
5188         if (err)
5189                 return err;
5190
5191         if (IS_ERR_OR_NULL(map->record))
5192                 return 0;
5193         rec = map->record;
5194         for (i = 0; i < rec->cnt; i++) {
5195                 struct btf_field *field = &rec->fields[i];
5196                 u32 p = field->offset;
5197
5198                 /* If any part of a field  can be touched by load/store, reject
5199                  * this program. To check that [x1, x2) overlaps with [y1, y2),
5200                  * it is sufficient to check x1 < y2 && y1 < x2.
5201                  */
5202                 if (reg->smin_value + off < p + btf_field_type_size(field->type) &&
5203                     p < reg->umax_value + off + size) {
5204                         switch (field->type) {
5205                         case BPF_KPTR_UNREF:
5206                         case BPF_KPTR_REF:
5207                                 if (src != ACCESS_DIRECT) {
5208                                         verbose(env, "kptr cannot be accessed indirectly by helper\n");
5209                                         return -EACCES;
5210                                 }
5211                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
5212                                         verbose(env, "kptr access cannot have variable offset\n");
5213                                         return -EACCES;
5214                                 }
5215                                 if (p != off + reg->var_off.value) {
5216                                         verbose(env, "kptr access misaligned expected=%u off=%llu\n",
5217                                                 p, off + reg->var_off.value);
5218                                         return -EACCES;
5219                                 }
5220                                 if (size != bpf_size_to_bytes(BPF_DW)) {
5221                                         verbose(env, "kptr access size must be BPF_DW\n");
5222                                         return -EACCES;
5223                                 }
5224                                 break;
5225                         default:
5226                                 verbose(env, "%s cannot be accessed directly by load/store\n",
5227                                         btf_field_type_name(field->type));
5228                                 return -EACCES;
5229                         }
5230                 }
5231         }
5232         return 0;
5233 }
5234
5235 #define MAX_PACKET_OFF 0xffff
5236
5237 static bool may_access_direct_pkt_data(struct bpf_verifier_env *env,
5238                                        const struct bpf_call_arg_meta *meta,
5239                                        enum bpf_access_type t)
5240 {
5241         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
5242
5243         switch (prog_type) {
5244         /* Program types only with direct read access go here! */
5245         case BPF_PROG_TYPE_LWT_IN:
5246         case BPF_PROG_TYPE_LWT_OUT:
5247         case BPF_PROG_TYPE_LWT_SEG6LOCAL:
5248         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
5249         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
5250         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
5251                 if (t == BPF_WRITE)
5252                         return false;
5253                 fallthrough;
5254
5255         /* Program types with direct read + write access go here! */
5256         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
5257         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
5258         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
5259         case BPF_PROG_TYPE_LWT_XMIT:
5260         case BPF_PROG_TYPE_SK_SKB:
5261         case BPF_PROG_TYPE_SK_MSG:
5262                 if (meta)
5263                         return meta->pkt_access;
5264
5265                 env->seen_direct_write = true;
5266                 return true;
5267
5268         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
5269                 if (t == BPF_WRITE)
5270                         env->seen_direct_write = true;
5271
5272                 return true;
5273
5274         default:
5275                 return false;
5276         }
5277 }
5278
5279 static int check_packet_access(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno, int off,
5280                                int size, bool zero_size_allowed)
5281 {
5282         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5283         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5284         int err;
5285
5286         /* We may have added a variable offset to the packet pointer; but any
5287          * reg->range we have comes after that.  We are only checking the fixed
5288          * offset.
5289          */
5290
5291         /* We don't allow negative numbers, because we aren't tracking enough
5292          * detail to prove they're safe.
5293          */
5294         if (reg->smin_value < 0) {
5295                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5296                         regno);
5297                 return -EACCES;
5298         }
5299
5300         err = reg->range < 0 ? -EINVAL :
5301               __check_mem_access(env, regno, off, size, reg->range,
5302                                  zero_size_allowed);
5303         if (err) {
5304                 verbose(env, "R%d offset is outside of the packet\n", regno);
5305                 return err;
5306         }
5307
5308         /* __check_mem_access has made sure "off + size - 1" is within u16.
5309          * reg->umax_value can't be bigger than MAX_PACKET_OFF which is 0xffff,
5310          * otherwise find_good_pkt_pointers would have refused to set range info
5311          * that __check_mem_access would have rejected this pkt access.
5312          * Therefore, "off + reg->umax_value + size - 1" won't overflow u32.
5313          */
5314         env->prog->aux->max_pkt_offset =
5315                 max_t(u32, env->prog->aux->max_pkt_offset,
5316                       off + reg->umax_value + size - 1);
5317
5318         return err;
5319 }
5320
5321 /* check access to 'struct bpf_context' fields.  Supports fixed offsets only */
5322 static int check_ctx_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, int off, int size,
5323                             enum bpf_access_type t, enum bpf_reg_type *reg_type,
5324                             struct btf **btf, u32 *btf_id)
5325 {
5326         struct bpf_insn_access_aux info = {
5327                 .reg_type = *reg_type,
5328                 .log = &env->log,
5329         };
5330
5331         if (env->ops->is_valid_access &&
5332             env->ops->is_valid_access(off, size, t, env->prog, &info)) {
5333                 /* A non zero info.ctx_field_size indicates that this field is a
5334                  * candidate for later verifier transformation to load the whole
5335                  * field and then apply a mask when accessed with a narrower
5336                  * access than actual ctx access size. A zero info.ctx_field_size
5337                  * will only allow for whole field access and rejects any other
5338                  * type of narrower access.
5339                  */
5340                 *reg_type = info.reg_type;
5341
5342                 if (base_type(*reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
5343                         *btf = info.btf;
5344                         *btf_id = info.btf_id;
5345                 } else {
5346                         env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size = info.ctx_field_size;
5347                 }
5348                 /* remember the offset of last byte accessed in ctx */
5349                 if (env->prog->aux->max_ctx_offset < off + size)
5350                         env->prog->aux->max_ctx_offset = off + size;
5351                 return 0;
5352         }
5353
5354         verbose(env, "invalid bpf_context access off=%d size=%d\n", off, size);
5355         return -EACCES;
5356 }
5357
5358 static int check_flow_keys_access(struct bpf_verifier_env *env, int off,
5359                                   int size)
5360 {
5361         if (size < 0 || off < 0 ||
5362             (u64)off + size > sizeof(struct bpf_flow_keys)) {
5363                 verbose(env, "invalid access to flow keys off=%d size=%d\n",
5364                         off, size);
5365                 return -EACCES;
5366         }
5367         return 0;
5368 }
5369
5370 static int check_sock_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
5371                              u32 regno, int off, int size,
5372                              enum bpf_access_type t)
5373 {
5374         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
5375         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
5376         struct bpf_insn_access_aux info = {};
5377         bool valid;
5378
5379         if (reg->smin_value < 0) {
5380                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned index or do a if (index >=0) check.\n",
5381                         regno);
5382                 return -EACCES;
5383         }
5384
5385         switch (reg->type) {
5386         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5387                 valid = bpf_sock_common_is_valid_access(off, size, t, &info);
5388                 break;
5389         case PTR_TO_SOCKET:
5390                 valid = bpf_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5391                 break;
5392         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5393                 valid = bpf_tcp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5394                 break;
5395         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5396                 valid = bpf_xdp_sock_is_valid_access(off, size, t, &info);
5397                 break;
5398         default:
5399                 valid = false;
5400         }
5401
5402
5403         if (valid) {
5404                 env->insn_aux_data[insn_idx].ctx_field_size =
5405                         info.ctx_field_size;
5406                 return 0;
5407         }
5408
5409         verbose(env, "R%d invalid %s access off=%d size=%d\n",
5410                 regno, reg_type_str(env, reg->type), off, size);
5411
5412         return -EACCES;
5413 }
5414
5415 static bool is_pointer_value(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5416 {
5417         return __is_pointer_value(env->allow_ptr_leaks, reg_state(env, regno));
5418 }
5419
5420 static bool is_ctx_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5421 {
5422         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5423
5424         return reg->type == PTR_TO_CTX;
5425 }
5426
5427 static bool is_sk_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5428 {
5429         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5430
5431         return type_is_sk_pointer(reg->type);
5432 }
5433
5434 static bool is_pkt_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5435 {
5436         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5437
5438         return type_is_pkt_pointer(reg->type);
5439 }
5440
5441 static bool is_flow_key_reg(struct bpf_verifier_env *env, int regno)
5442 {
5443         const struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
5444
5445         /* Separate to is_ctx_reg() since we still want to allow BPF_ST here. */
5446         return reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS;
5447 }
5448
5449 static u32 *reg2btf_ids[__BPF_REG_TYPE_MAX] = {
5450 #ifdef CONFIG_NET
5451         [PTR_TO_SOCKET] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK],
5452         [PTR_TO_SOCK_COMMON] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
5453         [PTR_TO_TCP_SOCK] = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_TCP],
5454 #endif
5455         [CONST_PTR_TO_MAP] = btf_bpf_map_id,
5456 };
5457
5458 static bool is_trusted_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5459 {
5460         /* A referenced register is always trusted. */
5461         if (reg->ref_obj_id)
5462                 return true;
5463
5464         /* Types listed in the reg2btf_ids are always trusted */
5465         if (reg2btf_ids[base_type(reg->type)])
5466                 return true;
5467
5468         /* If a register is not referenced, it is trusted if it has the
5469          * MEM_ALLOC or PTR_TRUSTED type modifiers, and no others. Some of the
5470          * other type modifiers may be safe, but we elect to take an opt-in
5471          * approach here as some (e.g. PTR_UNTRUSTED and PTR_MAYBE_NULL) are
5472          * not.
5473          *
5474          * Eventually, we should make PTR_TRUSTED the single source of truth
5475          * for whether a register is trusted.
5476          */
5477         return type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS &&
5478                !bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type);
5479 }
5480
5481 static bool is_rcu_reg(const struct bpf_reg_state *reg)
5482 {
5483         return reg->type & MEM_RCU;
5484 }
5485
5486 static void clear_trusted_flags(enum bpf_type_flag *flag)
5487 {
5488         *flag &= ~(BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS | MEM_RCU);
5489 }
5490
5491 static int check_pkt_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5492                                    const struct bpf_reg_state *reg,
5493                                    int off, int size, bool strict)
5494 {
5495         struct tnum reg_off;
5496         int ip_align;
5497
5498         /* Byte size accesses are always allowed. */
5499         if (!strict || size == 1)
5500                 return 0;
5501
5502         /* For platforms that do not have a Kconfig enabling
5503          * CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS the value of
5504          * NET_IP_ALIGN is universally set to '2'.  And on platforms
5505          * that do set CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS, we get
5506          * to this code only in strict mode where we want to emulate
5507          * the NET_IP_ALIGN==2 checking.  Therefore use an
5508          * unconditional IP align value of '2'.
5509          */
5510         ip_align = 2;
5511
5512         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(ip_align + reg->off + off));
5513         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5514                 char tn_buf[48];
5515
5516                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5517                 verbose(env,
5518                         "misaligned packet access off %d+%s+%d+%d size %d\n",
5519                         ip_align, tn_buf, reg->off, off, size);
5520                 return -EACCES;
5521         }
5522
5523         return 0;
5524 }
5525
5526 static int check_generic_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5527                                        const struct bpf_reg_state *reg,
5528                                        const char *pointer_desc,
5529                                        int off, int size, bool strict)
5530 {
5531         struct tnum reg_off;
5532
5533         /* Byte size accesses are always allowed. */
5534         if (!strict || size == 1)
5535                 return 0;
5536
5537         reg_off = tnum_add(reg->var_off, tnum_const(reg->off + off));
5538         if (!tnum_is_aligned(reg_off, size)) {
5539                 char tn_buf[48];
5540
5541                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5542                 verbose(env, "misaligned %saccess off %s+%d+%d size %d\n",
5543                         pointer_desc, tn_buf, reg->off, off, size);
5544                 return -EACCES;
5545         }
5546
5547         return 0;
5548 }
5549
5550 static int check_ptr_alignment(struct bpf_verifier_env *env,
5551                                const struct bpf_reg_state *reg, int off,
5552                                int size, bool strict_alignment_once)
5553 {
5554         bool strict = env->strict_alignment || strict_alignment_once;
5555         const char *pointer_desc = "";
5556
5557         switch (reg->type) {
5558         case PTR_TO_PACKET:
5559         case PTR_TO_PACKET_META:
5560                 /* Special case, because of NET_IP_ALIGN. Given metadata sits
5561                  * right in front, treat it the very same way.
5562                  */
5563                 return check_pkt_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict);
5564         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
5565                 pointer_desc = "flow keys ";
5566                 break;
5567         case PTR_TO_MAP_KEY:
5568                 pointer_desc = "key ";
5569                 break;
5570         case PTR_TO_MAP_VALUE:
5571                 pointer_desc = "value ";
5572                 break;
5573         case PTR_TO_CTX:
5574                 pointer_desc = "context ";
5575                 break;
5576         case PTR_TO_STACK:
5577                 pointer_desc = "stack ";
5578                 /* The stack spill tracking logic in check_stack_write_fixed_off()
5579                  * and check_stack_read_fixed_off() relies on stack accesses being
5580                  * aligned.
5581                  */
5582                 strict = true;
5583                 break;
5584         case PTR_TO_SOCKET:
5585                 pointer_desc = "sock ";
5586                 break;
5587         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
5588                 pointer_desc = "sock_common ";
5589                 break;
5590         case PTR_TO_TCP_SOCK:
5591                 pointer_desc = "tcp_sock ";
5592                 break;
5593         case PTR_TO_XDP_SOCK:
5594                 pointer_desc = "xdp_sock ";
5595                 break;
5596         default:
5597                 break;
5598         }
5599         return check_generic_ptr_alignment(env, reg, pointer_desc, off, size,
5600                                            strict);
5601 }
5602
5603 /* starting from main bpf function walk all instructions of the function
5604  * and recursively walk all callees that given function can call.
5605  * Ignore jump and exit insns.
5606  * Since recursion is prevented by check_cfg() this algorithm
5607  * only needs a local stack of MAX_CALL_FRAMES to remember callsites
5608  */
5609 static int check_max_stack_depth_subprog(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
5610 {
5611         struct bpf_subprog_info *subprog = env->subprog_info;
5612         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
5613         int depth = 0, frame = 0, i, subprog_end;
5614         bool tail_call_reachable = false;
5615         int ret_insn[MAX_CALL_FRAMES];
5616         int ret_prog[MAX_CALL_FRAMES];
5617         int j;
5618
5619         i = subprog[idx].start;
5620 process_func:
5621         /* protect against potential stack overflow that might happen when
5622          * bpf2bpf calls get combined with tailcalls. Limit the caller's stack
5623          * depth for such case down to 256 so that the worst case scenario
5624          * would result in 8k stack size (32 which is tailcall limit * 256 =
5625          * 8k).
5626          *
5627          * To get the idea what might happen, see an example:
5628          * func1 -> sub rsp, 128
5629          *  subfunc1 -> sub rsp, 256
5630          *  tailcall1 -> add rsp, 256
5631          *   func2 -> sub rsp, 192 (total stack size = 128 + 192 = 320)
5632          *   subfunc2 -> sub rsp, 64
5633          *   subfunc22 -> sub rsp, 128
5634          *   tailcall2 -> add rsp, 128
5635          *    func3 -> sub rsp, 32 (total stack size 128 + 192 + 64 + 32 = 416)
5636          *
5637          * tailcall will unwind the current stack frame but it will not get rid
5638          * of caller's stack as shown on the example above.
5639          */
5640         if (idx && subprog[idx].has_tail_call && depth >= 256) {
5641                 verbose(env,
5642                         "tail_calls are not allowed when call stack of previous frames is %d bytes. Too large\n",
5643                         depth);
5644                 return -EACCES;
5645         }
5646         /* round up to 32-bytes, since this is granularity
5647          * of interpreter stack size
5648          */
5649         depth += round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5650         if (depth > MAX_BPF_STACK) {
5651                 verbose(env, "combined stack size of %d calls is %d. Too large\n",
5652                         frame + 1, depth);
5653                 return -EACCES;
5654         }
5655 continue_func:
5656         subprog_end = subprog[idx + 1].start;
5657         for (; i < subprog_end; i++) {
5658                 int next_insn, sidx;
5659
5660                 if (!bpf_pseudo_call(insn + i) && !bpf_pseudo_func(insn + i))
5661                         continue;
5662                 /* remember insn and function to return to */
5663                 ret_insn[frame] = i + 1;
5664                 ret_prog[frame] = idx;
5665
5666                 /* find the callee */
5667                 next_insn = i + insn[i].imm + 1;
5668                 sidx = find_subprog(env, next_insn);
5669                 if (sidx < 0) {
5670                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5671                                   next_insn);
5672                         return -EFAULT;
5673                 }
5674                 if (subprog[sidx].is_async_cb) {
5675                         if (subprog[sidx].has_tail_call) {
5676                                 verbose(env, "verifier bug. subprog has tail_call and async cb\n");
5677                                 return -EFAULT;
5678                         }
5679                         /* async callbacks don't increase bpf prog stack size unless called directly */
5680                         if (!bpf_pseudo_call(insn + i))
5681                                 continue;
5682                 }
5683                 i = next_insn;
5684                 idx = sidx;
5685
5686                 if (subprog[idx].has_tail_call)
5687                         tail_call_reachable = true;
5688
5689                 frame++;
5690                 if (frame >= MAX_CALL_FRAMES) {
5691                         verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep !\n",
5692                                 frame);
5693                         return -E2BIG;
5694                 }
5695                 goto process_func;
5696         }
5697         /* if tail call got detected across bpf2bpf calls then mark each of the
5698          * currently present subprog frames as tail call reachable subprogs;
5699          * this info will be utilized by JIT so that we will be preserving the
5700          * tail call counter throughout bpf2bpf calls combined with tailcalls
5701          */
5702         if (tail_call_reachable)
5703                 for (j = 0; j < frame; j++)
5704                         subprog[ret_prog[j]].tail_call_reachable = true;
5705         if (subprog[0].tail_call_reachable)
5706                 env->prog->aux->tail_call_reachable = true;
5707
5708         /* end of for() loop means the last insn of the 'subprog'
5709          * was reached. Doesn't matter whether it was JA or EXIT
5710          */
5711         if (frame == 0)
5712                 return 0;
5713         depth -= round_up(max_t(u32, subprog[idx].stack_depth, 1), 32);
5714         frame--;
5715         i = ret_insn[frame];
5716         idx = ret_prog[frame];
5717         goto continue_func;
5718 }
5719
5720 static int check_max_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env)
5721 {
5722         struct bpf_subprog_info *si = env->subprog_info;
5723         int ret;
5724
5725         for (int i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
5726                 if (!i || si[i].is_async_cb) {
5727                         ret = check_max_stack_depth_subprog(env, i);
5728                         if (ret < 0)
5729                                 return ret;
5730                 }
5731                 continue;
5732         }
5733         return 0;
5734 }
5735
5736 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
5737 static int get_callee_stack_depth(struct bpf_verifier_env *env,
5738                                   const struct bpf_insn *insn, int idx)
5739 {
5740         int start = idx + insn->imm + 1, subprog;
5741
5742         subprog = find_subprog(env, start);
5743         if (subprog < 0) {
5744                 WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
5745                           start);
5746                 return -EFAULT;
5747         }
5748         return env->subprog_info[subprog].stack_depth;
5749 }
5750 #endif
5751
5752 static int __check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5753                                  const char *buf_info,
5754                                  const struct bpf_reg_state *reg,
5755                                  int regno, int off, int size)
5756 {
5757         if (off < 0) {
5758                 verbose(env,
5759                         "R%d invalid %s buffer access: off=%d, size=%d\n",
5760                         regno, buf_info, off, size);
5761                 return -EACCES;
5762         }
5763         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
5764                 char tn_buf[48];
5765
5766                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
5767                 verbose(env,
5768                         "R%d invalid variable buffer offset: off=%d, var_off=%s\n",
5769                         regno, off, tn_buf);
5770                 return -EACCES;
5771         }
5772
5773         return 0;
5774 }
5775
5776 static int check_tp_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5777                                   const struct bpf_reg_state *reg,
5778                                   int regno, int off, int size)
5779 {
5780         int err;
5781
5782         err = __check_buffer_access(env, "tracepoint", reg, regno, off, size);
5783         if (err)
5784                 return err;
5785
5786         if (off + size > env->prog->aux->max_tp_access)
5787                 env->prog->aux->max_tp_access = off + size;
5788
5789         return 0;
5790 }
5791
5792 static int check_buffer_access(struct bpf_verifier_env *env,
5793                                const struct bpf_reg_state *reg,
5794                                int regno, int off, int size,
5795                                bool zero_size_allowed,
5796                                u32 *max_access)
5797 {
5798         const char *buf_info = type_is_rdonly_mem(reg->type) ? "rdonly" : "rdwr";
5799         int err;
5800
5801         err = __check_buffer_access(env, buf_info, reg, regno, off, size);
5802         if (err)
5803                 return err;
5804
5805         if (off + size > *max_access)
5806                 *max_access = off + size;
5807
5808         return 0;
5809 }
5810
5811 /* BPF architecture zero extends alu32 ops into 64-bit registesr */
5812 static void zext_32_to_64(struct bpf_reg_state *reg)
5813 {
5814         reg->var_off = tnum_subreg(reg->var_off);
5815         __reg_assign_32_into_64(reg);
5816 }
5817
5818 /* truncate register to smaller size (in bytes)
5819  * must be called with size < BPF_REG_SIZE
5820  */
5821 static void coerce_reg_to_size(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5822 {
5823         u64 mask;
5824
5825         /* clear high bits in bit representation */
5826         reg->var_off = tnum_cast(reg->var_off, size);
5827
5828         /* fix arithmetic bounds */
5829         mask = ((u64)1 << (size * 8)) - 1;
5830         if ((reg->umin_value & ~mask) == (reg->umax_value & ~mask)) {
5831                 reg->umin_value &= mask;
5832                 reg->umax_value &= mask;
5833         } else {
5834                 reg->umin_value = 0;
5835                 reg->umax_value = mask;
5836         }
5837         reg->smin_value = reg->umin_value;
5838         reg->smax_value = reg->umax_value;
5839
5840         /* If size is smaller than 32bit register the 32bit register
5841          * values are also truncated so we push 64-bit bounds into
5842          * 32-bit bounds. Above were truncated < 32-bits already.
5843          */
5844         if (size >= 4)
5845                 return;
5846         __reg_combine_64_into_32(reg);
5847 }
5848
5849 static void set_sext64_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5850 {
5851         if (size == 1) {
5852                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S8_MIN;
5853                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S8_MAX;
5854         } else if (size == 2) {
5855                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S16_MIN;
5856                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S16_MAX;
5857         } else {
5858                 /* size == 4 */
5859                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = S32_MIN;
5860                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = S32_MAX;
5861         }
5862         reg->umin_value = reg->u32_min_value = 0;
5863         reg->umax_value = U64_MAX;
5864         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5865         reg->var_off = tnum_unknown;
5866 }
5867
5868 static void coerce_reg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5869 {
5870         s64 init_s64_max, init_s64_min, s64_max, s64_min, u64_cval;
5871         u64 top_smax_value, top_smin_value;
5872         u64 num_bits = size * 8;
5873
5874         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5875                 u64_cval = reg->var_off.value;
5876                 if (size == 1)
5877                         reg->var_off = tnum_const((s8)u64_cval);
5878                 else if (size == 2)
5879                         reg->var_off = tnum_const((s16)u64_cval);
5880                 else
5881                         /* size == 4 */
5882                         reg->var_off = tnum_const((s32)u64_cval);
5883
5884                 u64_cval = reg->var_off.value;
5885                 reg->smax_value = reg->smin_value = u64_cval;
5886                 reg->umax_value = reg->umin_value = u64_cval;
5887                 reg->s32_max_value = reg->s32_min_value = u64_cval;
5888                 reg->u32_max_value = reg->u32_min_value = u64_cval;
5889                 return;
5890         }
5891
5892         top_smax_value = ((u64)reg->smax_value >> num_bits) << num_bits;
5893         top_smin_value = ((u64)reg->smin_value >> num_bits) << num_bits;
5894
5895         if (top_smax_value != top_smin_value)
5896                 goto out;
5897
5898         /* find the s64_min and s64_min after sign extension */
5899         if (size == 1) {
5900                 init_s64_max = (s8)reg->smax_value;
5901                 init_s64_min = (s8)reg->smin_value;
5902         } else if (size == 2) {
5903                 init_s64_max = (s16)reg->smax_value;
5904                 init_s64_min = (s16)reg->smin_value;
5905         } else {
5906                 init_s64_max = (s32)reg->smax_value;
5907                 init_s64_min = (s32)reg->smin_value;
5908         }
5909
5910         s64_max = max(init_s64_max, init_s64_min);
5911         s64_min = min(init_s64_max, init_s64_min);
5912
5913         /* both of s64_max/s64_min positive or negative */
5914         if ((s64_max >= 0) == (s64_min >= 0)) {
5915                 reg->smin_value = reg->s32_min_value = s64_min;
5916                 reg->smax_value = reg->s32_max_value = s64_max;
5917                 reg->umin_value = reg->u32_min_value = s64_min;
5918                 reg->umax_value = reg->u32_max_value = s64_max;
5919                 reg->var_off = tnum_range(s64_min, s64_max);
5920                 return;
5921         }
5922
5923 out:
5924         set_sext64_default_val(reg, size);
5925 }
5926
5927 static void set_sext32_default_val(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5928 {
5929         if (size == 1) {
5930                 reg->s32_min_value = S8_MIN;
5931                 reg->s32_max_value = S8_MAX;
5932         } else {
5933                 /* size == 2 */
5934                 reg->s32_min_value = S16_MIN;
5935                 reg->s32_max_value = S16_MAX;
5936         }
5937         reg->u32_min_value = 0;
5938         reg->u32_max_value = U32_MAX;
5939 }
5940
5941 static void coerce_subreg_to_size_sx(struct bpf_reg_state *reg, int size)
5942 {
5943         s32 init_s32_max, init_s32_min, s32_max, s32_min, u32_val;
5944         u32 top_smax_value, top_smin_value;
5945         u32 num_bits = size * 8;
5946
5947         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
5948                 u32_val = reg->var_off.value;
5949                 if (size == 1)
5950                         reg->var_off = tnum_const((s8)u32_val);
5951                 else
5952                         reg->var_off = tnum_const((s16)u32_val);
5953
5954                 u32_val = reg->var_off.value;
5955                 reg->s32_min_value = reg->s32_max_value = u32_val;
5956                 reg->u32_min_value = reg->u32_max_value = u32_val;
5957                 return;
5958         }
5959
5960         top_smax_value = ((u32)reg->s32_max_value >> num_bits) << num_bits;
5961         top_smin_value = ((u32)reg->s32_min_value >> num_bits) << num_bits;
5962
5963         if (top_smax_value != top_smin_value)
5964                 goto out;
5965
5966         /* find the s32_min and s32_min after sign extension */
5967         if (size == 1) {
5968                 init_s32_max = (s8)reg->s32_max_value;
5969                 init_s32_min = (s8)reg->s32_min_value;
5970         } else {
5971                 /* size == 2 */
5972                 init_s32_max = (s16)reg->s32_max_value;
5973                 init_s32_min = (s16)reg->s32_min_value;
5974         }
5975         s32_max = max(init_s32_max, init_s32_min);
5976         s32_min = min(init_s32_max, init_s32_min);
5977
5978         if ((s32_min >= 0) == (s32_max >= 0)) {
5979                 reg->s32_min_value = s32_min;
5980                 reg->s32_max_value = s32_max;
5981                 reg->u32_min_value = (u32)s32_min;
5982                 reg->u32_max_value = (u32)s32_max;
5983                 return;
5984         }
5985
5986 out:
5987         set_sext32_default_val(reg, size);
5988 }
5989
5990 static bool bpf_map_is_rdonly(const struct bpf_map *map)
5991 {
5992         /* A map is considered read-only if the following condition are true:
5993          *
5994          * 1) BPF program side cannot change any of the map content. The
5995          *    BPF_F_RDONLY_PROG flag is throughout the lifetime of a map
5996          *    and was set at map creation time.
5997          * 2) The map value(s) have been initialized from user space by a
5998          *    loader and then "frozen", such that no new map update/delete
5999          *    operations from syscall side are possible for the rest of
6000          *    the map's lifetime from that point onwards.
6001          * 3) Any parallel/pending map update/delete operations from syscall
6002          *    side have been completed. Only after that point, it's safe to
6003          *    assume that map value(s) are immutable.
6004          */
6005         return (map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
6006                READ_ONCE(map->frozen) &&
6007                !bpf_map_write_active(map);
6008 }
6009
6010 static int bpf_map_direct_read(struct bpf_map *map, int off, int size, u64 *val,
6011                                bool is_ldsx)
6012 {
6013         void *ptr;
6014         u64 addr;
6015         int err;
6016
6017         err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
6018         if (err)
6019                 return err;
6020         ptr = (void *)(long)addr + off;
6021
6022         switch (size) {
6023         case sizeof(u8):
6024                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s8 *)ptr : (u64)*(u8 *)ptr;
6025                 break;
6026         case sizeof(u16):
6027                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s16 *)ptr : (u64)*(u16 *)ptr;
6028                 break;
6029         case sizeof(u32):
6030                 *val = is_ldsx ? (s64)*(s32 *)ptr : (u64)*(u32 *)ptr;
6031                 break;
6032         case sizeof(u64):
6033                 *val = *(u64 *)ptr;
6034                 break;
6035         default:
6036                 return -EINVAL;
6037         }
6038         return 0;
6039 }
6040
6041 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu)
6042 #define BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(__type)  __PASTE(__type, __safe_rcu_or_null)
6043 #define BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(__type)  __PASTE(__type, __safe_trusted)
6044
6045 /*
6046  * Allow list few fields as RCU trusted or full trusted.
6047  * This logic doesn't allow mix tagging and will be removed once GCC supports
6048  * btf_type_tag.
6049  */
6050
6051 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and never NULL */
6052 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct) {
6053         const cpumask_t *cpus_ptr;
6054         struct css_set __rcu *cgroups;
6055         struct task_struct __rcu *real_parent;
6056         struct task_struct *group_leader;
6057 };
6058
6059 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup) {
6060         /* cgrp->kn is always accessible as documented in kernel/cgroup/cgroup.c */
6061         struct kernfs_node *kn;
6062 };
6063
6064 BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set) {
6065         struct cgroup *dfl_cgrp;
6066 };
6067
6068 /* RCU trusted: these fields are trusted in RCU CS and can be NULL */
6069 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct) {
6070         struct file __rcu *exe_file;
6071 };
6072
6073 /* skb->sk, req->sk are not RCU protected, but we mark them as such
6074  * because bpf prog accessible sockets are SOCK_RCU_FREE.
6075  */
6076 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff) {
6077         struct sock *sk;
6078 };
6079
6080 BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock) {
6081         struct sock *sk;
6082 };
6083
6084 /* full trusted: these fields are trusted even outside of RCU CS and never NULL */
6085 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta) {
6086         struct seq_file *seq;
6087 };
6088
6089 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task) {
6090         struct bpf_iter_meta *meta;
6091         struct task_struct *task;
6092 };
6093
6094 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm) {
6095         struct file *file;
6096 };
6097
6098 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file) {
6099         struct inode *f_inode;
6100 };
6101
6102 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry) {
6103         /* no negative dentry-s in places where bpf can see it */
6104         struct inode *d_inode;
6105 };
6106
6107 BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket) {
6108         struct sock *sk;
6109 };
6110
6111 static bool type_is_rcu(struct bpf_verifier_env *env,
6112                         struct bpf_reg_state *reg,
6113                         const char *field_name, u32 btf_id)
6114 {
6115         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct task_struct));
6116         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct cgroup));
6117         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU(struct css_set));
6118
6119         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu");
6120 }
6121
6122 static bool type_is_rcu_or_null(struct bpf_verifier_env *env,
6123                                 struct bpf_reg_state *reg,
6124                                 const char *field_name, u32 btf_id)
6125 {
6126         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct mm_struct));
6127         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct sk_buff));
6128         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_RCU_OR_NULL(struct request_sock));
6129
6130         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_rcu_or_null");
6131 }
6132
6133 static bool type_is_trusted(struct bpf_verifier_env *env,
6134                             struct bpf_reg_state *reg,
6135                             const char *field_name, u32 btf_id)
6136 {
6137         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter_meta));
6138         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct bpf_iter__task));
6139         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct linux_binprm));
6140         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct file));
6141         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct dentry));
6142         BTF_TYPE_EMIT(BTF_TYPE_SAFE_TRUSTED(struct socket));
6143
6144         return btf_nested_type_is_trusted(&env->log, reg, field_name, btf_id, "__safe_trusted");
6145 }
6146
6147 static int check_ptr_to_btf_access(struct bpf_verifier_env *env,
6148                                    struct bpf_reg_state *regs,
6149                                    int regno, int off, int size,
6150                                    enum bpf_access_type atype,
6151                                    int value_regno)
6152 {
6153         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6154         const struct btf_type *t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
6155         const char *tname = btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off);
6156         const char *field_name = NULL;
6157         enum bpf_type_flag flag = 0;
6158         u32 btf_id = 0;
6159         int ret;
6160
6161         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6162                 verbose(env,
6163                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6164                         tname);
6165                 return -EPERM;
6166         }
6167         if (!env->prog->gpl_compatible && btf_is_kernel(reg->btf)) {
6168                 verbose(env,
6169                         "Cannot access kernel 'struct %s' from non-GPL compatible program\n",
6170                         tname);
6171                 return -EINVAL;
6172         }
6173         if (off < 0) {
6174                 verbose(env,
6175                         "R%d is ptr_%s invalid negative access: off=%d\n",
6176                         regno, tname, off);
6177                 return -EACCES;
6178         }
6179         if (!tnum_is_const(reg->var_off) || reg->var_off.value) {
6180                 char tn_buf[48];
6181
6182                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6183                 verbose(env,
6184                         "R%d is ptr_%s invalid variable offset: off=%d, var_off=%s\n",
6185                         regno, tname, off, tn_buf);
6186                 return -EACCES;
6187         }
6188
6189         if (reg->type & MEM_USER) {
6190                 verbose(env,
6191                         "R%d is ptr_%s access user memory: off=%d\n",
6192                         regno, tname, off);
6193                 return -EACCES;
6194         }
6195
6196         if (reg->type & MEM_PERCPU) {
6197                 verbose(env,
6198                         "R%d is ptr_%s access percpu memory: off=%d\n",
6199                         regno, tname, off);
6200                 return -EACCES;
6201         }
6202
6203         if (env->ops->btf_struct_access && !type_is_alloc(reg->type) && atype == BPF_WRITE) {
6204                 if (!btf_is_kernel(reg->btf)) {
6205                         verbose(env, "verifier internal error: reg->btf must be kernel btf\n");
6206                         return -EFAULT;
6207                 }
6208                 ret = env->ops->btf_struct_access(&env->log, reg, off, size);
6209         } else {
6210                 /* Writes are permitted with default btf_struct_access for
6211                  * program allocated objects (which always have ref_obj_id > 0),
6212                  * but not for untrusted PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC.
6213                  */
6214                 if (atype != BPF_READ && !type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
6215                         verbose(env, "only read is supported\n");
6216                         return -EACCES;
6217                 }
6218
6219                 if (type_is_alloc(reg->type) && !type_is_non_owning_ref(reg->type) &&
6220                     !reg->ref_obj_id) {
6221                         verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id for allocated object must be non-zero\n");
6222                         return -EFAULT;
6223                 }
6224
6225                 ret = btf_struct_access(&env->log, reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, &field_name);
6226         }
6227
6228         if (ret < 0)
6229                 return ret;
6230
6231         if (ret != PTR_TO_BTF_ID) {
6232                 /* just mark; */
6233
6234         } else if (type_flag(reg->type) & PTR_UNTRUSTED) {
6235                 /* If this is an untrusted pointer, all pointers formed by walking it
6236                  * also inherit the untrusted flag.
6237                  */
6238                 flag = PTR_UNTRUSTED;
6239
6240         } else if (is_trusted_reg(reg) || is_rcu_reg(reg)) {
6241                 /* By default any pointer obtained from walking a trusted pointer is no
6242                  * longer trusted, unless the field being accessed has explicitly been
6243                  * marked as inheriting its parent's state of trust (either full or RCU).
6244                  * For example:
6245                  * 'cgroups' pointer is untrusted if task->cgroups dereference
6246                  * happened in a sleepable program outside of bpf_rcu_read_lock()
6247                  * section. In a non-sleepable program it's trusted while in RCU CS (aka MEM_RCU).
6248                  * Note bpf_rcu_read_unlock() converts MEM_RCU pointers to PTR_UNTRUSTED.
6249                  *
6250                  * A regular RCU-protected pointer with __rcu tag can also be deemed
6251                  * trusted if we are in an RCU CS. Such pointer can be NULL.
6252                  */
6253                 if (type_is_trusted(env, reg, field_name, btf_id)) {
6254                         flag |= PTR_TRUSTED;
6255                 } else if (in_rcu_cs(env) && !type_may_be_null(reg->type)) {
6256                         if (type_is_rcu(env, reg, field_name, btf_id)) {
6257                                 /* ignore __rcu tag and mark it MEM_RCU */
6258                                 flag |= MEM_RCU;
6259                         } else if (flag & MEM_RCU ||
6260                                    type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id)) {
6261                                 /* __rcu tagged pointers can be NULL */
6262                                 flag |= MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL;
6263
6264                                 /* We always trust them */
6265                                 if (type_is_rcu_or_null(env, reg, field_name, btf_id) &&
6266                                     flag & PTR_UNTRUSTED)
6267                                         flag &= ~PTR_UNTRUSTED;
6268                         } else if (flag & (MEM_PERCPU | MEM_USER)) {
6269                                 /* keep as-is */
6270                         } else {
6271                                 /* walking unknown pointers yields old deprecated PTR_TO_BTF_ID */
6272                                 clear_trusted_flags(&flag);
6273                         }
6274                 } else {
6275                         /*
6276                          * If not in RCU CS or MEM_RCU pointer can be NULL then
6277                          * aggressively mark as untrusted otherwise such
6278                          * pointers will be plain PTR_TO_BTF_ID without flags
6279                          * and will be allowed to be passed into helpers for
6280                          * compat reasons.
6281                          */
6282                         flag = PTR_UNTRUSTED;
6283                 }
6284         } else {
6285                 /* Old compat. Deprecated */
6286                 clear_trusted_flags(&flag);
6287         }
6288
6289         if (atype == BPF_READ && value_regno >= 0)
6290                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, reg->btf, btf_id, flag);
6291
6292         return 0;
6293 }
6294
6295 static int check_ptr_to_map_access(struct bpf_verifier_env *env,
6296                                    struct bpf_reg_state *regs,
6297                                    int regno, int off, int size,
6298                                    enum bpf_access_type atype,
6299                                    int value_regno)
6300 {
6301         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6302         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6303         struct bpf_reg_state map_reg;
6304         enum bpf_type_flag flag = 0;
6305         const struct btf_type *t;
6306         const char *tname;
6307         u32 btf_id;
6308         int ret;
6309
6310         if (!btf_vmlinux) {
6311                 verbose(env, "map_ptr access not supported without CONFIG_DEBUG_INFO_BTF\n");
6312                 return -ENOTSUPP;
6313         }
6314
6315         if (!map->ops->map_btf_id || !*map->ops->map_btf_id) {
6316                 verbose(env, "map_ptr access not supported for map type %d\n",
6317                         map->map_type);
6318                 return -ENOTSUPP;
6319         }
6320
6321         t = btf_type_by_id(btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id);
6322         tname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, t->name_off);
6323
6324         if (!env->allow_ptr_leaks) {
6325                 verbose(env,
6326                         "'struct %s' access is allowed only to CAP_PERFMON and CAP_SYS_ADMIN\n",
6327                         tname);
6328                 return -EPERM;
6329         }
6330
6331         if (off < 0) {
6332                 verbose(env, "R%d is %s invalid negative access: off=%d\n",
6333                         regno, tname, off);
6334                 return -EACCES;
6335         }
6336
6337         if (atype != BPF_READ) {
6338                 verbose(env, "only read from %s is supported\n", tname);
6339                 return -EACCES;
6340         }
6341
6342         /* Simulate access to a PTR_TO_BTF_ID */
6343         memset(&map_reg, 0, sizeof(map_reg));
6344         mark_btf_ld_reg(env, &map_reg, 0, PTR_TO_BTF_ID, btf_vmlinux, *map->ops->map_btf_id, 0);
6345         ret = btf_struct_access(&env->log, &map_reg, off, size, atype, &btf_id, &flag, NULL);
6346         if (ret < 0)
6347                 return ret;
6348
6349         if (value_regno >= 0)
6350                 mark_btf_ld_reg(env, regs, value_regno, ret, btf_vmlinux, btf_id, flag);
6351
6352         return 0;
6353 }
6354
6355 /* Check that the stack access at the given offset is within bounds. The
6356  * maximum valid offset is -1.
6357  *
6358  * The minimum valid offset is -MAX_BPF_STACK for writes, and
6359  * -state->allocated_stack for reads.
6360  */
6361 static int check_stack_slot_within_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
6362                                           s64 off,
6363                                           struct bpf_func_state *state,
6364                                           enum bpf_access_type t)
6365 {
6366         int min_valid_off;
6367
6368         if (t == BPF_WRITE || env->allow_uninit_stack)
6369                 min_valid_off = -MAX_BPF_STACK;
6370         else
6371                 min_valid_off = -state->allocated_stack;
6372
6373         if (off < min_valid_off || off > -1)
6374                 return -EACCES;
6375         return 0;
6376 }
6377
6378 /* Check that the stack access at 'regno + off' falls within the maximum stack
6379  * bounds.
6380  *
6381  * 'off' includes `regno->offset`, but not its dynamic part (if any).
6382  */
6383 static int check_stack_access_within_bounds(
6384                 struct bpf_verifier_env *env,
6385                 int regno, int off, int access_size,
6386                 enum bpf_access_src src, enum bpf_access_type type)
6387 {
6388         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6389         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6390         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6391         s64 min_off, max_off;
6392         int err;
6393         char *err_extra;
6394
6395         if (src == ACCESS_HELPER)
6396                 /* We don't know if helpers are reading or writing (or both). */
6397                 err_extra = " indirect access to";
6398         else if (type == BPF_READ)
6399                 err_extra = " read from";
6400         else
6401                 err_extra = " write to";
6402
6403         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6404                 min_off = (s64)reg->var_off.value + off;
6405                 max_off = min_off + access_size;
6406         } else {
6407                 if (reg->smax_value >= BPF_MAX_VAR_OFF ||
6408                     reg->smin_value <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
6409                         verbose(env, "invalid unbounded variable-offset%s stack R%d\n",
6410                                 err_extra, regno);
6411                         return -EACCES;
6412                 }
6413                 min_off = reg->smin_value + off;
6414                 max_off = reg->smax_value + off + access_size;
6415         }
6416
6417         err = check_stack_slot_within_bounds(env, min_off, state, type);
6418         if (!err && max_off > 0)
6419                 err = -EINVAL; /* out of stack access into non-negative offsets */
6420
6421         if (err) {
6422                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6423                         verbose(env, "invalid%s stack R%d off=%d size=%d\n",
6424                                 err_extra, regno, off, access_size);
6425                 } else {
6426                         char tn_buf[48];
6427
6428                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6429                         verbose(env, "invalid variable-offset%s stack R%d var_off=%s size=%d\n",
6430                                 err_extra, regno, tn_buf, access_size);
6431                 }
6432                 return err;
6433         }
6434
6435         return grow_stack_state(env, state, round_up(-min_off, BPF_REG_SIZE));
6436 }
6437
6438 /* check whether memory at (regno + off) is accessible for t = (read | write)
6439  * if t==write, value_regno is a register which value is stored into memory
6440  * if t==read, value_regno is a register which will receive the value from memory
6441  * if t==write && value_regno==-1, some unknown value is stored into memory
6442  * if t==read && value_regno==-1, don't care what we read from memory
6443  */
6444 static int check_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, u32 regno,
6445                             int off, int bpf_size, enum bpf_access_type t,
6446                             int value_regno, bool strict_alignment_once, bool is_ldsx)
6447 {
6448         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
6449         struct bpf_reg_state *reg = regs + regno;
6450         int size, err = 0;
6451
6452         size = bpf_size_to_bytes(bpf_size);
6453         if (size < 0)
6454                 return size;
6455
6456         /* alignment checks will add in reg->off themselves */
6457         err = check_ptr_alignment(env, reg, off, size, strict_alignment_once);
6458         if (err)
6459                 return err;
6460
6461         /* for access checks, reg->off is just part of off */
6462         off += reg->off;
6463
6464         if (reg->type == PTR_TO_MAP_KEY) {
6465                 if (t == BPF_WRITE) {
6466                         verbose(env, "write to change key R%d not allowed\n", regno);
6467                         return -EACCES;
6468                 }
6469
6470                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6471                                               reg->map_ptr->key_size, false);
6472                 if (err)
6473                         return err;
6474                 if (value_regno >= 0)
6475                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6476         } else if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
6477                 struct btf_field *kptr_field = NULL;
6478
6479                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6480                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6481                         verbose(env, "R%d leaks addr into map\n", value_regno);
6482                         return -EACCES;
6483                 }
6484                 err = check_map_access_type(env, regno, off, size, t);
6485                 if (err)
6486                         return err;
6487                 err = check_map_access(env, regno, off, size, false, ACCESS_DIRECT);
6488                 if (err)
6489                         return err;
6490                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
6491                         kptr_field = btf_record_find(reg->map_ptr->record,
6492                                                      off + reg->var_off.value, BPF_KPTR);
6493                 if (kptr_field) {
6494                         err = check_map_kptr_access(env, regno, value_regno, insn_idx, kptr_field);
6495                 } else if (t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6496                         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
6497
6498                         /* if map is read-only, track its contents as scalars */
6499                         if (tnum_is_const(reg->var_off) &&
6500                             bpf_map_is_rdonly(map) &&
6501                             map->ops->map_direct_value_addr) {
6502                                 int map_off = off + reg->var_off.value;
6503                                 u64 val = 0;
6504
6505                                 err = bpf_map_direct_read(map, map_off, size,
6506                                                           &val, is_ldsx);
6507                                 if (err)
6508                                         return err;
6509
6510                                 regs[value_regno].type = SCALAR_VALUE;
6511                                 __mark_reg_known(&regs[value_regno], val);
6512                         } else {
6513                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6514                         }
6515                 }
6516         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_MEM) {
6517                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6518
6519                 if (type_may_be_null(reg->type)) {
6520                         verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6521                                 reg_type_str(env, reg->type));
6522                         return -EACCES;
6523                 }
6524
6525                 if (t == BPF_WRITE && rdonly_mem) {
6526                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6527                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6528                         return -EACCES;
6529                 }
6530
6531                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6532                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6533                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", value_regno);
6534                         return -EACCES;
6535                 }
6536
6537                 err = check_mem_region_access(env, regno, off, size,
6538                                               reg->mem_size, false);
6539                 if (!err && value_regno >= 0 && (t == BPF_READ || rdonly_mem))
6540                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6541         } else if (reg->type == PTR_TO_CTX) {
6542                 enum bpf_reg_type reg_type = SCALAR_VALUE;
6543                 struct btf *btf = NULL;
6544                 u32 btf_id = 0;
6545
6546                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6547                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6548                         verbose(env, "R%d leaks addr into ctx\n", value_regno);
6549                         return -EACCES;
6550                 }
6551
6552                 err = check_ptr_off_reg(env, reg, regno);
6553                 if (err < 0)
6554                         return err;
6555
6556                 err = check_ctx_access(env, insn_idx, off, size, t, &reg_type, &btf,
6557                                        &btf_id);
6558                 if (err)
6559                         verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
6560                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0) {
6561                         /* ctx access returns either a scalar, or a
6562                          * PTR_TO_PACKET[_META,_END]. In the latter
6563                          * case, we know the offset is zero.
6564                          */
6565                         if (reg_type == SCALAR_VALUE) {
6566                                 mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6567                         } else {
6568                                 mark_reg_known_zero(env, regs,
6569                                                     value_regno);
6570                                 if (type_may_be_null(reg_type))
6571                                         regs[value_regno].id = ++env->id_gen;
6572                                 /* A load of ctx field could have different
6573                                  * actual load size with the one encoded in the
6574                                  * insn. When the dst is PTR, it is for sure not
6575                                  * a sub-register.
6576                                  */
6577                                 regs[value_regno].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
6578                                 if (base_type(reg_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
6579                                         regs[value_regno].btf = btf;
6580                                         regs[value_regno].btf_id = btf_id;
6581                                 }
6582                         }
6583                         regs[value_regno].type = reg_type;
6584                 }
6585
6586         } else if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
6587                 /* Basic bounds checks. */
6588                 err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, size, ACCESS_DIRECT, t);
6589                 if (err)
6590                         return err;
6591
6592                 if (t == BPF_READ)
6593                         err = check_stack_read(env, regno, off, size,
6594                                                value_regno);
6595                 else
6596                         err = check_stack_write(env, regno, off, size,
6597                                                 value_regno, insn_idx);
6598         } else if (reg_is_pkt_pointer(reg)) {
6599                 if (t == BPF_WRITE && !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, t)) {
6600                         verbose(env, "cannot write into packet\n");
6601                         return -EACCES;
6602                 }
6603                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6604                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6605                         verbose(env, "R%d leaks addr into packet\n",
6606                                 value_regno);
6607                         return -EACCES;
6608                 }
6609                 err = check_packet_access(env, regno, off, size, false);
6610                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6611                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6612         } else if (reg->type == PTR_TO_FLOW_KEYS) {
6613                 if (t == BPF_WRITE && value_regno >= 0 &&
6614                     is_pointer_value(env, value_regno)) {
6615                         verbose(env, "R%d leaks addr into flow keys\n",
6616                                 value_regno);
6617                         return -EACCES;
6618                 }
6619
6620                 err = check_flow_keys_access(env, off, size);
6621                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6622                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6623         } else if (type_is_sk_pointer(reg->type)) {
6624                 if (t == BPF_WRITE) {
6625                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6626                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
6627                         return -EACCES;
6628                 }
6629                 err = check_sock_access(env, insn_idx, regno, off, size, t);
6630                 if (!err && value_regno >= 0)
6631                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6632         } else if (reg->type == PTR_TO_TP_BUFFER) {
6633                 err = check_tp_buffer_access(env, reg, regno, off, size);
6634                 if (!err && t == BPF_READ && value_regno >= 0)
6635                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6636         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID &&
6637                    !type_may_be_null(reg->type)) {
6638                 err = check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, off, size, t,
6639                                               value_regno);
6640         } else if (reg->type == CONST_PTR_TO_MAP) {
6641                 err = check_ptr_to_map_access(env, regs, regno, off, size, t,
6642                                               value_regno);
6643         } else if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BUF) {
6644                 bool rdonly_mem = type_is_rdonly_mem(reg->type);
6645                 u32 *max_access;
6646
6647                 if (rdonly_mem) {
6648                         if (t == BPF_WRITE) {
6649                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n",
6650                                         regno, reg_type_str(env, reg->type));
6651                                 return -EACCES;
6652                         }
6653                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6654                 } else {
6655                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6656                 }
6657
6658                 err = check_buffer_access(env, reg, regno, off, size, false,
6659                                           max_access);
6660
6661                 if (!err && value_regno >= 0 && (rdonly_mem || t == BPF_READ))
6662                         mark_reg_unknown(env, regs, value_regno);
6663         } else {
6664                 verbose(env, "R%d invalid mem access '%s'\n", regno,
6665                         reg_type_str(env, reg->type));
6666                 return -EACCES;
6667         }
6668
6669         if (!err && size < BPF_REG_SIZE && value_regno >= 0 && t == BPF_READ &&
6670             regs[value_regno].type == SCALAR_VALUE) {
6671                 if (!is_ldsx)
6672                         /* b/h/w load zero-extends, mark upper bits as known 0 */
6673                         coerce_reg_to_size(&regs[value_regno], size);
6674                 else
6675                         coerce_reg_to_size_sx(&regs[value_regno], size);
6676         }
6677         return err;
6678 }
6679
6680 static int check_atomic(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx, struct bpf_insn *insn)
6681 {
6682         int load_reg;
6683         int err;
6684
6685         switch (insn->imm) {
6686         case BPF_ADD:
6687         case BPF_ADD | BPF_FETCH:
6688         case BPF_AND:
6689         case BPF_AND | BPF_FETCH:
6690         case BPF_OR:
6691         case BPF_OR | BPF_FETCH:
6692         case BPF_XOR:
6693         case BPF_XOR | BPF_FETCH:
6694         case BPF_XCHG:
6695         case BPF_CMPXCHG:
6696                 break;
6697         default:
6698                 verbose(env, "BPF_ATOMIC uses invalid atomic opcode %02x\n", insn->imm);
6699                 return -EINVAL;
6700         }
6701
6702         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_W && BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
6703                 verbose(env, "invalid atomic operand size\n");
6704                 return -EINVAL;
6705         }
6706
6707         /* check src1 operand */
6708         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
6709         if (err)
6710                 return err;
6711
6712         /* check src2 operand */
6713         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
6714         if (err)
6715                 return err;
6716
6717         if (insn->imm == BPF_CMPXCHG) {
6718                 /* Check comparison of R0 with memory location */
6719                 const u32 aux_reg = BPF_REG_0;
6720
6721                 err = check_reg_arg(env, aux_reg, SRC_OP);
6722                 if (err)
6723                         return err;
6724
6725                 if (is_pointer_value(env, aux_reg)) {
6726                         verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", aux_reg);
6727                         return -EACCES;
6728                 }
6729         }
6730
6731         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
6732                 verbose(env, "R%d leaks addr into mem\n", insn->src_reg);
6733                 return -EACCES;
6734         }
6735
6736         if (is_ctx_reg(env, insn->dst_reg) ||
6737             is_pkt_reg(env, insn->dst_reg) ||
6738             is_flow_key_reg(env, insn->dst_reg) ||
6739             is_sk_reg(env, insn->dst_reg)) {
6740                 verbose(env, "BPF_ATOMIC stores into R%d %s is not allowed\n",
6741                         insn->dst_reg,
6742                         reg_type_str(env, reg_state(env, insn->dst_reg)->type));
6743                 return -EACCES;
6744         }
6745
6746         if (insn->imm & BPF_FETCH) {
6747                 if (insn->imm == BPF_CMPXCHG)
6748                         load_reg = BPF_REG_0;
6749                 else
6750                         load_reg = insn->src_reg;
6751
6752                 /* check and record load of old value */
6753                 err = check_reg_arg(env, load_reg, DST_OP);
6754                 if (err)
6755                         return err;
6756         } else {
6757                 /* This instruction accesses a memory location but doesn't
6758                  * actually load it into a register.
6759                  */
6760                 load_reg = -1;
6761         }
6762
6763         /* Check whether we can read the memory, with second call for fetch
6764          * case to simulate the register fill.
6765          */
6766         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6767                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, -1, true, false);
6768         if (!err && load_reg >= 0)
6769                 err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6770                                        BPF_SIZE(insn->code), BPF_READ, load_reg,
6771                                        true, false);
6772         if (err)
6773                 return err;
6774
6775         /* Check whether we can write into the same memory. */
6776         err = check_mem_access(env, insn_idx, insn->dst_reg, insn->off,
6777                                BPF_SIZE(insn->code), BPF_WRITE, -1, true, false);
6778         if (err)
6779                 return err;
6780
6781         return 0;
6782 }
6783
6784 /* When register 'regno' is used to read the stack (either directly or through
6785  * a helper function) make sure that it's within stack boundary and, depending
6786  * on the access type and privileges, that all elements of the stack are
6787  * initialized.
6788  *
6789  * 'off' includes 'regno->off', but not its dynamic part (if any).
6790  *
6791  * All registers that have been spilled on the stack in the slots within the
6792  * read offsets are marked as read.
6793  */
6794 static int check_stack_range_initialized(
6795                 struct bpf_verifier_env *env, int regno, int off,
6796                 int access_size, bool zero_size_allowed,
6797                 enum bpf_access_src type, struct bpf_call_arg_meta *meta)
6798 {
6799         struct bpf_reg_state *reg = reg_state(env, regno);
6800         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
6801         int err, min_off, max_off, i, j, slot, spi;
6802         char *err_extra = type == ACCESS_HELPER ? " indirect" : "";
6803         enum bpf_access_type bounds_check_type;
6804         /* Some accesses can write anything into the stack, others are
6805          * read-only.
6806          */
6807         bool clobber = false;
6808
6809         if (access_size == 0 && !zero_size_allowed) {
6810                 verbose(env, "invalid zero-sized read\n");
6811                 return -EACCES;
6812         }
6813
6814         if (type == ACCESS_HELPER) {
6815                 /* The bounds checks for writes are more permissive than for
6816                  * reads. However, if raw_mode is not set, we'll do extra
6817                  * checks below.
6818                  */
6819                 bounds_check_type = BPF_WRITE;
6820                 clobber = true;
6821         } else {
6822                 bounds_check_type = BPF_READ;
6823         }
6824         err = check_stack_access_within_bounds(env, regno, off, access_size,
6825                                                type, bounds_check_type);
6826         if (err)
6827                 return err;
6828
6829
6830         if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6831                 min_off = max_off = reg->var_off.value + off;
6832         } else {
6833                 /* Variable offset is prohibited for unprivileged mode for
6834                  * simplicity since it requires corresponding support in
6835                  * Spectre masking for stack ALU.
6836                  * See also retrieve_ptr_limit().
6837                  */
6838                 if (!env->bypass_spec_v1) {
6839                         char tn_buf[48];
6840
6841                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6842                         verbose(env, "R%d%s variable offset stack access prohibited for !root, var_off=%s\n",
6843                                 regno, err_extra, tn_buf);
6844                         return -EACCES;
6845                 }
6846                 /* Only initialized buffer on stack is allowed to be accessed
6847                  * with variable offset. With uninitialized buffer it's hard to
6848                  * guarantee that whole memory is marked as initialized on
6849                  * helper return since specific bounds are unknown what may
6850                  * cause uninitialized stack leaking.
6851                  */
6852                 if (meta && meta->raw_mode)
6853                         meta = NULL;
6854
6855                 min_off = reg->smin_value + off;
6856                 max_off = reg->smax_value + off;
6857         }
6858
6859         if (meta && meta->raw_mode) {
6860                 /* Ensure we won't be overwriting dynptrs when simulating byte
6861                  * by byte access in check_helper_call using meta.access_size.
6862                  * This would be a problem if we have a helper in the future
6863                  * which takes:
6864                  *
6865                  *      helper(uninit_mem, len, dynptr)
6866                  *
6867                  * Now, uninint_mem may overlap with dynptr pointer. Hence, it
6868                  * may end up writing to dynptr itself when touching memory from
6869                  * arg 1. This can be relaxed on a case by case basis for known
6870                  * safe cases, but reject due to the possibilitiy of aliasing by
6871                  * default.
6872                  */
6873                 for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6874                         int stack_off = -i - 1;
6875
6876                         spi = __get_spi(i);
6877                         /* raw_mode may write past allocated_stack */
6878                         if (state->allocated_stack <= stack_off)
6879                                 continue;
6880                         if (state->stack[spi].slot_type[stack_off % BPF_REG_SIZE] == STACK_DYNPTR) {
6881                                 verbose(env, "potential write to dynptr at off=%d disallowed\n", i);
6882                                 return -EACCES;
6883                         }
6884                 }
6885                 meta->access_size = access_size;
6886                 meta->regno = regno;
6887                 return 0;
6888         }
6889
6890         for (i = min_off; i < max_off + access_size; i++) {
6891                 u8 *stype;
6892
6893                 slot = -i - 1;
6894                 spi = slot / BPF_REG_SIZE;
6895                 if (state->allocated_stack <= slot) {
6896                         verbose(env, "verifier bug: allocated_stack too small");
6897                         return -EFAULT;
6898                 }
6899
6900                 stype = &state->stack[spi].slot_type[slot % BPF_REG_SIZE];
6901                 if (*stype == STACK_MISC)
6902                         goto mark;
6903                 if ((*stype == STACK_ZERO) ||
6904                     (*stype == STACK_INVALID && env->allow_uninit_stack)) {
6905                         if (clobber) {
6906                                 /* helper can write anything into the stack */
6907                                 *stype = STACK_MISC;
6908                         }
6909                         goto mark;
6910                 }
6911
6912                 if (is_spilled_reg(&state->stack[spi]) &&
6913                     (state->stack[spi].spilled_ptr.type == SCALAR_VALUE ||
6914                      env->allow_ptr_leaks)) {
6915                         if (clobber) {
6916                                 __mark_reg_unknown(env, &state->stack[spi].spilled_ptr);
6917                                 for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
6918                                         scrub_spilled_slot(&state->stack[spi].slot_type[j]);
6919                         }
6920                         goto mark;
6921                 }
6922
6923                 if (tnum_is_const(reg->var_off)) {
6924                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d off %d+%d size %d\n",
6925                                 err_extra, regno, min_off, i - min_off, access_size);
6926                 } else {
6927                         char tn_buf[48];
6928
6929                         tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
6930                         verbose(env, "invalid%s read from stack R%d var_off %s+%d size %d\n",
6931                                 err_extra, regno, tn_buf, i - min_off, access_size);
6932                 }
6933                 return -EACCES;
6934 mark:
6935                 /* reading any byte out of 8-byte 'spill_slot' will cause
6936                  * the whole slot to be marked as 'read'
6937                  */
6938                 mark_reg_read(env, &state->stack[spi].spilled_ptr,
6939                               state->stack[spi].spilled_ptr.parent,
6940                               REG_LIVE_READ64);
6941                 /* We do not set REG_LIVE_WRITTEN for stack slot, as we can not
6942                  * be sure that whether stack slot is written to or not. Hence,
6943                  * we must still conservatively propagate reads upwards even if
6944                  * helper may write to the entire memory range.
6945                  */
6946         }
6947         return 0;
6948 }
6949
6950 static int check_helper_mem_access(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
6951                                    int access_size, bool zero_size_allowed,
6952                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
6953 {
6954         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
6955         u32 *max_access;
6956
6957         switch (base_type(reg->type)) {
6958         case PTR_TO_PACKET:
6959         case PTR_TO_PACKET_META:
6960                 return check_packet_access(env, regno, reg->off, access_size,
6961                                            zero_size_allowed);
6962         case PTR_TO_MAP_KEY:
6963                 if (meta && meta->raw_mode) {
6964                         verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6965                                 reg_type_str(env, reg->type));
6966                         return -EACCES;
6967                 }
6968                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off, access_size,
6969                                                reg->map_ptr->key_size, false);
6970         case PTR_TO_MAP_VALUE:
6971                 if (check_map_access_type(env, regno, reg->off, access_size,
6972                                           meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE :
6973                                           BPF_READ))
6974                         return -EACCES;
6975                 return check_map_access(env, regno, reg->off, access_size,
6976                                         zero_size_allowed, ACCESS_HELPER);
6977         case PTR_TO_MEM:
6978                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6979                         if (meta && meta->raw_mode) {
6980                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6981                                         reg_type_str(env, reg->type));
6982                                 return -EACCES;
6983                         }
6984                 }
6985                 return check_mem_region_access(env, regno, reg->off,
6986                                                access_size, reg->mem_size,
6987                                                zero_size_allowed);
6988         case PTR_TO_BUF:
6989                 if (type_is_rdonly_mem(reg->type)) {
6990                         if (meta && meta->raw_mode) {
6991                                 verbose(env, "R%d cannot write into %s\n", regno,
6992                                         reg_type_str(env, reg->type));
6993                                 return -EACCES;
6994                         }
6995
6996                         max_access = &env->prog->aux->max_rdonly_access;
6997                 } else {
6998                         max_access = &env->prog->aux->max_rdwr_access;
6999                 }
7000                 return check_buffer_access(env, reg, regno, reg->off,
7001                                            access_size, zero_size_allowed,
7002                                            max_access);
7003         case PTR_TO_STACK:
7004                 return check_stack_range_initialized(
7005                                 env,
7006                                 regno, reg->off, access_size,
7007                                 zero_size_allowed, ACCESS_HELPER, meta);
7008         case PTR_TO_BTF_ID:
7009                 return check_ptr_to_btf_access(env, regs, regno, reg->off,
7010                                                access_size, BPF_READ, -1);
7011         case PTR_TO_CTX:
7012                 /* in case the function doesn't know how to access the context,
7013                  * (because we are in a program of type SYSCALL for example), we
7014                  * can not statically check its size.
7015                  * Dynamically check it now.
7016                  */
7017                 if (!env->ops->convert_ctx_access) {
7018                         enum bpf_access_type atype = meta && meta->raw_mode ? BPF_WRITE : BPF_READ;
7019                         int offset = access_size - 1;
7020
7021                         /* Allow zero-byte read from PTR_TO_CTX */
7022                         if (access_size == 0)
7023                                 return zero_size_allowed ? 0 : -EACCES;
7024
7025                         return check_mem_access(env, env->insn_idx, regno, offset, BPF_B,
7026                                                 atype, -1, false, false);
7027                 }
7028
7029                 fallthrough;
7030         default: /* scalar_value or invalid ptr */
7031                 /* Allow zero-byte read from NULL, regardless of pointer type */
7032                 if (zero_size_allowed && access_size == 0 &&
7033                     register_is_null(reg))
7034                         return 0;
7035
7036                 verbose(env, "R%d type=%s ", regno,
7037                         reg_type_str(env, reg->type));
7038                 verbose(env, "expected=%s\n", reg_type_str(env, PTR_TO_STACK));
7039                 return -EACCES;
7040         }
7041 }
7042
7043 static int check_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env,
7044                               struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
7045                               bool zero_size_allowed,
7046                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7047 {
7048         int err;
7049
7050         /* This is used to refine r0 return value bounds for helpers
7051          * that enforce this value as an upper bound on return values.
7052          * See do_refine_retval_range() for helpers that can refine
7053          * the return value. C type of helper is u32 so we pull register
7054          * bound from umax_value however, if negative verifier errors
7055          * out. Only upper bounds can be learned because retval is an
7056          * int type and negative retvals are allowed.
7057          */
7058         meta->msize_max_value = reg->umax_value;
7059
7060         /* The register is SCALAR_VALUE; the access check
7061          * happens using its boundaries.
7062          */
7063         if (!tnum_is_const(reg->var_off))
7064                 /* For unprivileged variable accesses, disable raw
7065                  * mode so that the program is required to
7066                  * initialize all the memory that the helper could
7067                  * just partially fill up.
7068                  */
7069                 meta = NULL;
7070
7071         if (reg->smin_value < 0) {
7072                 verbose(env, "R%d min value is negative, either use unsigned or 'var &= const'\n",
7073                         regno);
7074                 return -EACCES;
7075         }
7076
7077         if (reg->umin_value == 0) {
7078                 err = check_helper_mem_access(env, regno - 1, 0,
7079                                               zero_size_allowed,
7080                                               meta);
7081                 if (err)
7082                         return err;
7083         }
7084
7085         if (reg->umax_value >= BPF_MAX_VAR_SIZ) {
7086                 verbose(env, "R%d unbounded memory access, use 'var &= const' or 'if (var < const)'\n",
7087                         regno);
7088                 return -EACCES;
7089         }
7090         err = check_helper_mem_access(env, regno - 1,
7091                                       reg->umax_value,
7092                                       zero_size_allowed, meta);
7093         if (!err)
7094                 err = mark_chain_precision(env, regno);
7095         return err;
7096 }
7097
7098 int check_mem_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7099                    u32 regno, u32 mem_size)
7100 {
7101         bool may_be_null = type_may_be_null(reg->type);
7102         struct bpf_reg_state saved_reg;
7103         struct bpf_call_arg_meta meta;
7104         int err;
7105
7106         if (register_is_null(reg))
7107                 return 0;
7108
7109         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7110         /* Assuming that the register contains a value check if the memory
7111          * access is safe. Temporarily save and restore the register's state as
7112          * the conversion shouldn't be visible to a caller.
7113          */
7114         if (may_be_null) {
7115                 saved_reg = *reg;
7116                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
7117         }
7118
7119         err = check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7120         /* Check access for BPF_WRITE */
7121         meta.raw_mode = true;
7122         err = err ?: check_helper_mem_access(env, regno, mem_size, true, &meta);
7123
7124         if (may_be_null)
7125                 *reg = saved_reg;
7126
7127         return err;
7128 }
7129
7130 static int check_kfunc_mem_size_reg(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg,
7131                                     u32 regno)
7132 {
7133         struct bpf_reg_state *mem_reg = &cur_regs(env)[regno - 1];
7134         bool may_be_null = type_may_be_null(mem_reg->type);
7135         struct bpf_reg_state saved_reg;
7136         struct bpf_call_arg_meta meta;
7137         int err;
7138
7139         WARN_ON_ONCE(regno < BPF_REG_2 || regno > BPF_REG_5);
7140
7141         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
7142
7143         if (may_be_null) {
7144                 saved_reg = *mem_reg;
7145                 mark_ptr_not_null_reg(mem_reg);
7146         }
7147
7148         err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7149         /* Check access for BPF_WRITE */
7150         meta.raw_mode = true;
7151         err = err ?: check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, &meta);
7152
7153         if (may_be_null)
7154                 *mem_reg = saved_reg;
7155         return err;
7156 }
7157
7158 /* Implementation details:
7159  * bpf_map_lookup returns PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL.
7160  * bpf_obj_new returns PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_MAYBE_NULL.
7161  * Two bpf_map_lookups (even with the same key) will have different reg->id.
7162  * Two separate bpf_obj_new will also have different reg->id.
7163  * For traditional PTR_TO_MAP_VALUE or PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC, the verifier
7164  * clears reg->id after value_or_null->value transition, since the verifier only
7165  * cares about the range of access to valid map value pointer and doesn't care
7166  * about actual address of the map element.
7167  * For maps with 'struct bpf_spin_lock' inside map value the verifier keeps
7168  * reg->id > 0 after value_or_null->value transition. By doing so
7169  * two bpf_map_lookups will be considered two different pointers that
7170  * point to different bpf_spin_locks. Likewise for pointers to allocated objects
7171  * returned from bpf_obj_new.
7172  * The verifier allows taking only one bpf_spin_lock at a time to avoid
7173  * dead-locks.
7174  * Since only one bpf_spin_lock is allowed the checks are simpler than
7175  * reg_is_refcounted() logic. The verifier needs to remember only
7176  * one spin_lock instead of array of acquired_refs.
7177  * cur_state->active_lock remembers which map value element or allocated
7178  * object got locked and clears it after bpf_spin_unlock.
7179  */
7180 static int process_spin_lock(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7181                              bool is_lock)
7182 {
7183         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7184         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
7185         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7186         u64 val = reg->var_off.value;
7187         struct bpf_map *map = NULL;
7188         struct btf *btf = NULL;
7189         struct btf_record *rec;
7190
7191         if (!is_const) {
7192                 verbose(env,
7193                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_spin_lock has to be at the constant offset\n",
7194                         regno);
7195                 return -EINVAL;
7196         }
7197         if (reg->type == PTR_TO_MAP_VALUE) {
7198                 map = reg->map_ptr;
7199                 if (!map->btf) {
7200                         verbose(env,
7201                                 "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_spin_lock\n",
7202                                 map->name);
7203                         return -EINVAL;
7204                 }
7205         } else {
7206                 btf = reg->btf;
7207         }
7208
7209         rec = reg_btf_record(reg);
7210         if (!btf_record_has_field(rec, BPF_SPIN_LOCK)) {
7211                 verbose(env, "%s '%s' has no valid bpf_spin_lock\n", map ? "map" : "local",
7212                         map ? map->name : "kptr");
7213                 return -EINVAL;
7214         }
7215         if (rec->spin_lock_off != val + reg->off) {
7216                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_spin_lock' that is at %d\n",
7217                         val + reg->off, rec->spin_lock_off);
7218                 return -EINVAL;
7219         }
7220         if (is_lock) {
7221                 if (cur->active_lock.ptr) {
7222                         verbose(env,
7223                                 "Locking two bpf_spin_locks are not allowed\n");
7224                         return -EINVAL;
7225                 }
7226                 if (map)
7227                         cur->active_lock.ptr = map;
7228                 else
7229                         cur->active_lock.ptr = btf;
7230                 cur->active_lock.id = reg->id;
7231         } else {
7232                 void *ptr;
7233
7234                 if (map)
7235                         ptr = map;
7236                 else
7237                         ptr = btf;
7238
7239                 if (!cur->active_lock.ptr) {
7240                         verbose(env, "bpf_spin_unlock without taking a lock\n");
7241                         return -EINVAL;
7242                 }
7243                 if (cur->active_lock.ptr != ptr ||
7244                     cur->active_lock.id != reg->id) {
7245                         verbose(env, "bpf_spin_unlock of different lock\n");
7246                         return -EINVAL;
7247                 }
7248
7249                 invalidate_non_owning_refs(env);
7250
7251                 cur->active_lock.ptr = NULL;
7252                 cur->active_lock.id = 0;
7253         }
7254         return 0;
7255 }
7256
7257 static int process_timer_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7258                               struct bpf_call_arg_meta *meta)
7259 {
7260         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7261         bool is_const = tnum_is_const(reg->var_off);
7262         struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
7263         u64 val = reg->var_off.value;
7264
7265         if (!is_const) {
7266                 verbose(env,
7267                         "R%d doesn't have constant offset. bpf_timer has to be at the constant offset\n",
7268                         regno);
7269                 return -EINVAL;
7270         }
7271         if (!map->btf) {
7272                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_timer\n",
7273                         map->name);
7274                 return -EINVAL;
7275         }
7276         if (!btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
7277                 verbose(env, "map '%s' has no valid bpf_timer\n", map->name);
7278                 return -EINVAL;
7279         }
7280         if (map->record->timer_off != val + reg->off) {
7281                 verbose(env, "off %lld doesn't point to 'struct bpf_timer' that is at %d\n",
7282                         val + reg->off, map->record->timer_off);
7283                 return -EINVAL;
7284         }
7285         if (meta->map_ptr) {
7286                 verbose(env, "verifier bug. Two map pointers in a timer helper\n");
7287                 return -EFAULT;
7288         }
7289         meta->map_uid = reg->map_uid;
7290         meta->map_ptr = map;
7291         return 0;
7292 }
7293
7294 static int process_kptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno,
7295                              struct bpf_call_arg_meta *meta)
7296 {
7297         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7298         struct bpf_map *map_ptr = reg->map_ptr;
7299         struct btf_field *kptr_field;
7300         u32 kptr_off;
7301
7302         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
7303                 verbose(env,
7304                         "R%d doesn't have constant offset. kptr has to be at the constant offset\n",
7305                         regno);
7306                 return -EINVAL;
7307         }
7308         if (!map_ptr->btf) {
7309                 verbose(env, "map '%s' has to have BTF in order to use bpf_kptr_xchg\n",
7310                         map_ptr->name);
7311                 return -EINVAL;
7312         }
7313         if (!btf_record_has_field(map_ptr->record, BPF_KPTR)) {
7314                 verbose(env, "map '%s' has no valid kptr\n", map_ptr->name);
7315                 return -EINVAL;
7316         }
7317
7318         meta->map_ptr = map_ptr;
7319         kptr_off = reg->off + reg->var_off.value;
7320         kptr_field = btf_record_find(map_ptr->record, kptr_off, BPF_KPTR);
7321         if (!kptr_field) {
7322                 verbose(env, "off=%d doesn't point to kptr\n", kptr_off);
7323                 return -EACCES;
7324         }
7325         if (kptr_field->type != BPF_KPTR_REF) {
7326                 verbose(env, "off=%d kptr isn't referenced kptr\n", kptr_off);
7327                 return -EACCES;
7328         }
7329         meta->kptr_field = kptr_field;
7330         return 0;
7331 }
7332
7333 /* There are two register types representing a bpf_dynptr, one is PTR_TO_STACK
7334  * which points to a stack slot, and the other is CONST_PTR_TO_DYNPTR.
7335  *
7336  * In both cases we deal with the first 8 bytes, but need to mark the next 8
7337  * bytes as STACK_DYNPTR in case of PTR_TO_STACK. In case of
7338  * CONST_PTR_TO_DYNPTR, we are guaranteed to get the beginning of the object.
7339  *
7340  * Mutability of bpf_dynptr is at two levels, one is at the level of struct
7341  * bpf_dynptr itself, i.e. whether the helper is receiving a pointer to struct
7342  * bpf_dynptr or pointer to const struct bpf_dynptr. In the former case, it can
7343  * mutate the view of the dynptr and also possibly destroy it. In the latter
7344  * case, it cannot mutate the bpf_dynptr itself but it can still mutate the
7345  * memory that dynptr points to.
7346  *
7347  * The verifier will keep track both levels of mutation (bpf_dynptr's in
7348  * reg->type and the memory's in reg->dynptr.type), but there is no support for
7349  * readonly dynptr view yet, hence only the first case is tracked and checked.
7350  *
7351  * This is consistent with how C applies the const modifier to a struct object,
7352  * where the pointer itself inside bpf_dynptr becomes const but not what it
7353  * points to.
7354  *
7355  * Helpers which do not mutate the bpf_dynptr set MEM_RDONLY in their argument
7356  * type, and declare it as 'const struct bpf_dynptr *' in their prototype.
7357  */
7358 static int process_dynptr_func(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7359                                enum bpf_arg_type arg_type, int clone_ref_obj_id)
7360 {
7361         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7362         int err;
7363
7364         /* MEM_UNINIT and MEM_RDONLY are exclusive, when applied to an
7365          * ARG_PTR_TO_DYNPTR (or ARG_PTR_TO_DYNPTR | DYNPTR_TYPE_*):
7366          */
7367         if ((arg_type & (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) == (MEM_UNINIT | MEM_RDONLY)) {
7368                 verbose(env, "verifier internal error: misconfigured dynptr helper type flags\n");
7369                 return -EFAULT;
7370         }
7371
7372         /*  MEM_UNINIT - Points to memory that is an appropriate candidate for
7373          *               constructing a mutable bpf_dynptr object.
7374          *
7375          *               Currently, this is only possible with PTR_TO_STACK
7376          *               pointing to a region of at least 16 bytes which doesn't
7377          *               contain an existing bpf_dynptr.
7378          *
7379          *  MEM_RDONLY - Points to a initialized bpf_dynptr that will not be
7380          *               mutated or destroyed. However, the memory it points to
7381          *               may be mutated.
7382          *
7383          *  None       - Points to a initialized dynptr that can be mutated and
7384          *               destroyed, including mutation of the memory it points
7385          *               to.
7386          */
7387         if (arg_type & MEM_UNINIT) {
7388                 int i;
7389
7390                 if (!is_dynptr_reg_valid_uninit(env, reg)) {
7391                         verbose(env, "Dynptr has to be an uninitialized dynptr\n");
7392                         return -EINVAL;
7393                 }
7394
7395                 /* we write BPF_DW bits (8 bytes) at a time */
7396                 for (i = 0; i < BPF_DYNPTR_SIZE; i += 8) {
7397                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7398                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7399                         if (err)
7400                                 return err;
7401                 }
7402
7403                 err = mark_stack_slots_dynptr(env, reg, arg_type, insn_idx, clone_ref_obj_id);
7404         } else /* MEM_RDONLY and None case from above */ {
7405                 /* For the reg->type == PTR_TO_STACK case, bpf_dynptr is never const */
7406                 if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR && !(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7407                         verbose(env, "cannot pass pointer to const bpf_dynptr, the helper mutates it\n");
7408                         return -EINVAL;
7409                 }
7410
7411                 if (!is_dynptr_reg_valid_init(env, reg)) {
7412                         verbose(env,
7413                                 "Expected an initialized dynptr as arg #%d\n",
7414                                 regno);
7415                         return -EINVAL;
7416                 }
7417
7418                 /* Fold modifiers (in this case, MEM_RDONLY) when checking expected type */
7419                 if (!is_dynptr_type_expected(env, reg, arg_type & ~MEM_RDONLY)) {
7420                         verbose(env,
7421                                 "Expected a dynptr of type %s as arg #%d\n",
7422                                 dynptr_type_str(arg_to_dynptr_type(arg_type)), regno);
7423                         return -EINVAL;
7424                 }
7425
7426                 err = mark_dynptr_read(env, reg);
7427         }
7428         return err;
7429 }
7430
7431 static u32 iter_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg, int spi)
7432 {
7433         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
7434
7435         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
7436 }
7437
7438 static bool is_iter_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7439 {
7440         return meta->kfunc_flags & (KF_ITER_NEW | KF_ITER_NEXT | KF_ITER_DESTROY);
7441 }
7442
7443 static bool is_iter_new_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7444 {
7445         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEW;
7446 }
7447
7448 static bool is_iter_next_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7449 {
7450         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_NEXT;
7451 }
7452
7453 static bool is_iter_destroy_kfunc(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7454 {
7455         return meta->kfunc_flags & KF_ITER_DESTROY;
7456 }
7457
7458 static bool is_kfunc_arg_iter(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta, int arg)
7459 {
7460         /* btf_check_iter_kfuncs() guarantees that first argument of any iter
7461          * kfunc is iter state pointer
7462          */
7463         return arg == 0 && is_iter_kfunc(meta);
7464 }
7465
7466 static int process_iter_arg(struct bpf_verifier_env *env, int regno, int insn_idx,
7467                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7468 {
7469         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7470         const struct btf_type *t;
7471         const struct btf_param *arg;
7472         int spi, err, i, nr_slots;
7473         u32 btf_id;
7474
7475         /* btf_check_iter_kfuncs() ensures we don't need to validate anything here */
7476         arg = &btf_params(meta->func_proto)[0];
7477         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, arg->type, NULL);        /* PTR */
7478         t = btf_type_skip_modifiers(meta->btf, t->type, &btf_id);       /* STRUCT */
7479         nr_slots = t->size / BPF_REG_SIZE;
7480
7481         if (is_iter_new_kfunc(meta)) {
7482                 /* bpf_iter_<type>_new() expects pointer to uninit iter state */
7483                 if (!is_iter_reg_valid_uninit(env, reg, nr_slots)) {
7484                         verbose(env, "expected uninitialized iter_%s as arg #%d\n",
7485                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7486                         return -EINVAL;
7487                 }
7488
7489                 for (i = 0; i < nr_slots * 8; i += BPF_REG_SIZE) {
7490                         err = check_mem_access(env, insn_idx, regno,
7491                                                i, BPF_DW, BPF_WRITE, -1, false, false);
7492                         if (err)
7493                                 return err;
7494                 }
7495
7496                 err = mark_stack_slots_iter(env, reg, insn_idx, meta->btf, btf_id, nr_slots);
7497                 if (err)
7498                         return err;
7499         } else {
7500                 /* iter_next() or iter_destroy() expect initialized iter state*/
7501                 if (!is_iter_reg_valid_init(env, reg, meta->btf, btf_id, nr_slots)) {
7502                         verbose(env, "expected an initialized iter_%s as arg #%d\n",
7503                                 iter_type_str(meta->btf, btf_id), regno);
7504                         return -EINVAL;
7505                 }
7506
7507                 spi = iter_get_spi(env, reg, nr_slots);
7508                 if (spi < 0)
7509                         return spi;
7510
7511                 err = mark_iter_read(env, reg, spi, nr_slots);
7512                 if (err)
7513                         return err;
7514
7515                 /* remember meta->iter info for process_iter_next_call() */
7516                 meta->iter.spi = spi;
7517                 meta->iter.frameno = reg->frameno;
7518                 meta->ref_obj_id = iter_ref_obj_id(env, reg, spi);
7519
7520                 if (is_iter_destroy_kfunc(meta)) {
7521                         err = unmark_stack_slots_iter(env, reg, nr_slots);
7522                         if (err)
7523                                 return err;
7524                 }
7525         }
7526
7527         return 0;
7528 }
7529
7530 /* process_iter_next_call() is called when verifier gets to iterator's next
7531  * "method" (e.g., bpf_iter_num_next() for numbers iterator) call. We'll refer
7532  * to it as just "iter_next()" in comments below.
7533  *
7534  * BPF verifier relies on a crucial contract for any iter_next()
7535  * implementation: it should *eventually* return NULL, and once that happens
7536  * it should keep returning NULL. That is, once iterator exhausts elements to
7537  * iterate, it should never reset or spuriously return new elements.
7538  *
7539  * With the assumption of such contract, process_iter_next_call() simulates
7540  * a fork in the verifier state to validate loop logic correctness and safety
7541  * without having to simulate infinite amount of iterations.
7542  *
7543  * In current state, we first assume that iter_next() returned NULL and
7544  * iterator state is set to DRAINED (BPF_ITER_STATE_DRAINED). In such
7545  * conditions we should not form an infinite loop and should eventually reach
7546  * exit.
7547  *
7548  * Besides that, we also fork current state and enqueue it for later
7549  * verification. In a forked state we keep iterator state as ACTIVE
7550  * (BPF_ITER_STATE_ACTIVE) and assume non-NULL return from iter_next(). We
7551  * also bump iteration depth to prevent erroneous infinite loop detection
7552  * later on (see iter_active_depths_differ() comment for details). In this
7553  * state we assume that we'll eventually loop back to another iter_next()
7554  * calls (it could be in exactly same location or in some other instruction,
7555  * it doesn't matter, we don't make any unnecessary assumptions about this,
7556  * everything revolves around iterator state in a stack slot, not which
7557  * instruction is calling iter_next()). When that happens, we either will come
7558  * to iter_next() with equivalent state and can conclude that next iteration
7559  * will proceed in exactly the same way as we just verified, so it's safe to
7560  * assume that loop converges. If not, we'll go on another iteration
7561  * simulation with a different input state, until all possible starting states
7562  * are validated or we reach maximum number of instructions limit.
7563  *
7564  * This way, we will either exhaustively discover all possible input states
7565  * that iterator loop can start with and eventually will converge, or we'll
7566  * effectively regress into bounded loop simulation logic and either reach
7567  * maximum number of instructions if loop is not provably convergent, or there
7568  * is some statically known limit on number of iterations (e.g., if there is
7569  * an explicit `if n > 100 then break;` statement somewhere in the loop).
7570  *
7571  * One very subtle but very important aspect is that we *always* simulate NULL
7572  * condition first (as the current state) before we simulate non-NULL case.
7573  * This has to do with intricacies of scalar precision tracking. By simulating
7574  * "exit condition" of iter_next() returning NULL first, we make sure all the
7575  * relevant precision marks *that will be set **after** we exit iterator loop*
7576  * are propagated backwards to common parent state of NULL and non-NULL
7577  * branches. Thanks to that, state equivalence checks done later in forked
7578  * state, when reaching iter_next() for ACTIVE iterator, can assume that
7579  * precision marks are finalized and won't change. Because simulating another
7580  * ACTIVE iterator iteration won't change them (because given same input
7581  * states we'll end up with exactly same output states which we are currently
7582  * comparing; and verification after the loop already propagated back what
7583  * needs to be **additionally** tracked as precise). It's subtle, grok
7584  * precision tracking for more intuitive understanding.
7585  */
7586 static int process_iter_next_call(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx,
7587                                   struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
7588 {
7589         struct bpf_verifier_state *cur_st = env->cur_state, *queued_st;
7590         struct bpf_func_state *cur_fr = cur_st->frame[cur_st->curframe], *queued_fr;
7591         struct bpf_reg_state *cur_iter, *queued_iter;
7592         int iter_frameno = meta->iter.frameno;
7593         int iter_spi = meta->iter.spi;
7594
7595         BTF_TYPE_EMIT(struct bpf_iter);
7596
7597         cur_iter = &env->cur_state->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7598
7599         if (cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE &&
7600             cur_iter->iter.state != BPF_ITER_STATE_DRAINED) {
7601                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected iterator state %d (%s)\n",
7602                         cur_iter->iter.state, iter_state_str(cur_iter->iter.state));
7603                 return -EFAULT;
7604         }
7605
7606         if (cur_iter->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE) {
7607                 /* branch out active iter state */
7608                 queued_st = push_stack(env, insn_idx + 1, insn_idx, false);
7609                 if (!queued_st)
7610                         return -ENOMEM;
7611
7612                 queued_iter = &queued_st->frame[iter_frameno]->stack[iter_spi].spilled_ptr;
7613                 queued_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_ACTIVE;
7614                 queued_iter->iter.depth++;
7615
7616                 queued_fr = queued_st->frame[queued_st->curframe];
7617                 mark_ptr_not_null_reg(&queued_fr->regs[BPF_REG_0]);
7618         }
7619
7620         /* switch to DRAINED state, but keep the depth unchanged */
7621         /* mark current iter state as drained and assume returned NULL */
7622         cur_iter->iter.state = BPF_ITER_STATE_DRAINED;
7623         __mark_reg_const_zero(&cur_fr->regs[BPF_REG_0]);
7624
7625         return 0;
7626 }
7627
7628 static bool arg_type_is_mem_size(enum bpf_arg_type type)
7629 {
7630         return type == ARG_CONST_SIZE ||
7631                type == ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO;
7632 }
7633
7634 static bool arg_type_is_release(enum bpf_arg_type type)
7635 {
7636         return type & OBJ_RELEASE;
7637 }
7638
7639 static bool arg_type_is_dynptr(enum bpf_arg_type type)
7640 {
7641         return base_type(type) == ARG_PTR_TO_DYNPTR;
7642 }
7643
7644 static int int_ptr_type_to_size(enum bpf_arg_type type)
7645 {
7646         if (type == ARG_PTR_TO_INT)
7647                 return sizeof(u32);
7648         else if (type == ARG_PTR_TO_LONG)
7649                 return sizeof(u64);
7650
7651         return -EINVAL;
7652 }
7653
7654 static int resolve_map_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
7655                                  const struct bpf_call_arg_meta *meta,
7656                                  enum bpf_arg_type *arg_type)
7657 {
7658         if (!meta->map_ptr) {
7659                 /* kernel subsystem misconfigured verifier */
7660                 verbose(env, "invalid map_ptr to access map->type\n");
7661                 return -EACCES;
7662         }
7663
7664         switch (meta->map_ptr->map_type) {
7665         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
7666         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
7667                 if (*arg_type == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
7668                         *arg_type = ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON;
7669                 } else {
7670                         verbose(env, "invalid arg_type for sockmap/sockhash\n");
7671                         return -EINVAL;
7672                 }
7673                 break;
7674         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
7675                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_map_peek_elem)
7676                         *arg_type = ARG_PTR_TO_MAP_VALUE;
7677                 break;
7678         default:
7679                 break;
7680         }
7681         return 0;
7682 }
7683
7684 struct bpf_reg_types {
7685         const enum bpf_reg_type types[10];
7686         u32 *btf_id;
7687 };
7688
7689 static const struct bpf_reg_types sock_types = {
7690         .types = {
7691                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7692                 PTR_TO_SOCKET,
7693                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7694                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7695         },
7696 };
7697
7698 #ifdef CONFIG_NET
7699 static const struct bpf_reg_types btf_id_sock_common_types = {
7700         .types = {
7701                 PTR_TO_SOCK_COMMON,
7702                 PTR_TO_SOCKET,
7703                 PTR_TO_TCP_SOCK,
7704                 PTR_TO_XDP_SOCK,
7705                 PTR_TO_BTF_ID,
7706                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7707         },
7708         .btf_id = &btf_sock_ids[BTF_SOCK_TYPE_SOCK_COMMON],
7709 };
7710 #endif
7711
7712 static const struct bpf_reg_types mem_types = {
7713         .types = {
7714                 PTR_TO_STACK,
7715                 PTR_TO_PACKET,
7716                 PTR_TO_PACKET_META,
7717                 PTR_TO_MAP_KEY,
7718                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7719                 PTR_TO_MEM,
7720                 PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF,
7721                 PTR_TO_BUF,
7722                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7723         },
7724 };
7725
7726 static const struct bpf_reg_types int_ptr_types = {
7727         .types = {
7728                 PTR_TO_STACK,
7729                 PTR_TO_PACKET,
7730                 PTR_TO_PACKET_META,
7731                 PTR_TO_MAP_KEY,
7732                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7733         },
7734 };
7735
7736 static const struct bpf_reg_types spin_lock_types = {
7737         .types = {
7738                 PTR_TO_MAP_VALUE,
7739                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC,
7740         }
7741 };
7742
7743 static const struct bpf_reg_types fullsock_types = { .types = { PTR_TO_SOCKET } };
7744 static const struct bpf_reg_types scalar_types = { .types = { SCALAR_VALUE } };
7745 static const struct bpf_reg_types context_types = { .types = { PTR_TO_CTX } };
7746 static const struct bpf_reg_types ringbuf_mem_types = { .types = { PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF } };
7747 static const struct bpf_reg_types const_map_ptr_types = { .types = { CONST_PTR_TO_MAP } };
7748 static const struct bpf_reg_types btf_ptr_types = {
7749         .types = {
7750                 PTR_TO_BTF_ID,
7751                 PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED,
7752                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU,
7753         },
7754 };
7755 static const struct bpf_reg_types percpu_btf_ptr_types = {
7756         .types = {
7757                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU,
7758                 PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED,
7759         }
7760 };
7761 static const struct bpf_reg_types func_ptr_types = { .types = { PTR_TO_FUNC } };
7762 static const struct bpf_reg_types stack_ptr_types = { .types = { PTR_TO_STACK } };
7763 static const struct bpf_reg_types const_str_ptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7764 static const struct bpf_reg_types timer_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7765 static const struct bpf_reg_types kptr_types = { .types = { PTR_TO_MAP_VALUE } };
7766 static const struct bpf_reg_types dynptr_types = {
7767         .types = {
7768                 PTR_TO_STACK,
7769                 CONST_PTR_TO_DYNPTR,
7770         }
7771 };
7772
7773 static const struct bpf_reg_types *compatible_reg_types[__BPF_ARG_TYPE_MAX] = {
7774         [ARG_PTR_TO_MAP_KEY]            = &mem_types,
7775         [ARG_PTR_TO_MAP_VALUE]          = &mem_types,
7776         [ARG_CONST_SIZE]                = &scalar_types,
7777         [ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO]        = &scalar_types,
7778         [ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO]  = &scalar_types,
7779         [ARG_CONST_MAP_PTR]             = &const_map_ptr_types,
7780         [ARG_PTR_TO_CTX]                = &context_types,
7781         [ARG_PTR_TO_SOCK_COMMON]        = &sock_types,
7782 #ifdef CONFIG_NET
7783         [ARG_PTR_TO_BTF_ID_SOCK_COMMON] = &btf_id_sock_common_types,
7784 #endif
7785         [ARG_PTR_TO_SOCKET]             = &fullsock_types,
7786         [ARG_PTR_TO_BTF_ID]             = &btf_ptr_types,
7787         [ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK]          = &spin_lock_types,
7788         [ARG_PTR_TO_MEM]                = &mem_types,
7789         [ARG_PTR_TO_RINGBUF_MEM]        = &ringbuf_mem_types,
7790         [ARG_PTR_TO_INT]                = &int_ptr_types,
7791         [ARG_PTR_TO_LONG]               = &int_ptr_types,
7792         [ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID]      = &percpu_btf_ptr_types,
7793         [ARG_PTR_TO_FUNC]               = &func_ptr_types,
7794         [ARG_PTR_TO_STACK]              = &stack_ptr_types,
7795         [ARG_PTR_TO_CONST_STR]          = &const_str_ptr_types,
7796         [ARG_PTR_TO_TIMER]              = &timer_types,
7797         [ARG_PTR_TO_KPTR]               = &kptr_types,
7798         [ARG_PTR_TO_DYNPTR]             = &dynptr_types,
7799 };
7800
7801 static int check_reg_type(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
7802                           enum bpf_arg_type arg_type,
7803                           const u32 *arg_btf_id,
7804                           struct bpf_call_arg_meta *meta)
7805 {
7806         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
7807         enum bpf_reg_type expected, type = reg->type;
7808         const struct bpf_reg_types *compatible;
7809         int i, j;
7810
7811         compatible = compatible_reg_types[base_type(arg_type)];
7812         if (!compatible) {
7813                 verbose(env, "verifier internal error: unsupported arg type %d\n", arg_type);
7814                 return -EFAULT;
7815         }
7816
7817         /* ARG_PTR_TO_MEM + RDONLY is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + RDONLY,
7818          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM and NOT with PTR_TO_MEM + RDONLY
7819          *
7820          * Same for MAYBE_NULL:
7821          *
7822          * ARG_PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL is compatible with PTR_TO_MEM and PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL,
7823          * but ARG_PTR_TO_MEM is compatible only with PTR_TO_MEM but NOT with PTR_TO_MEM + MAYBE_NULL
7824          *
7825          * ARG_PTR_TO_MEM is compatible with PTR_TO_MEM that is tagged with a dynptr type.
7826          *
7827          * Therefore we fold these flags depending on the arg_type before comparison.
7828          */
7829         if (arg_type & MEM_RDONLY)
7830                 type &= ~MEM_RDONLY;
7831         if (arg_type & PTR_MAYBE_NULL)
7832                 type &= ~PTR_MAYBE_NULL;
7833         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MEM)
7834                 type &= ~DYNPTR_TYPE_FLAG_MASK;
7835
7836         if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg && type_is_alloc(type))
7837                 type &= ~MEM_ALLOC;
7838
7839         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(compatible->types); i++) {
7840                 expected = compatible->types[i];
7841                 if (expected == NOT_INIT)
7842                         break;
7843
7844                 if (type == expected)
7845                         goto found;
7846         }
7847
7848         verbose(env, "R%d type=%s expected=", regno, reg_type_str(env, reg->type));
7849         for (j = 0; j + 1 < i; j++)
7850                 verbose(env, "%s, ", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7851         verbose(env, "%s\n", reg_type_str(env, compatible->types[j]));
7852         return -EACCES;
7853
7854 found:
7855         if (base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID)
7856                 return 0;
7857
7858         if (compatible == &mem_types) {
7859                 if (!(arg_type & MEM_RDONLY)) {
7860                         verbose(env,
7861                                 "%s() may write into memory pointed by R%d type=%s\n",
7862                                 func_id_name(meta->func_id),
7863                                 regno, reg_type_str(env, reg->type));
7864                         return -EACCES;
7865                 }
7866                 return 0;
7867         }
7868
7869         switch ((int)reg->type) {
7870         case PTR_TO_BTF_ID:
7871         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
7872         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
7873         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL:
7874         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_MAYBE_NULL | MEM_RCU:
7875         {
7876                 /* For bpf_sk_release, it needs to match against first member
7877                  * 'struct sock_common', hence make an exception for it. This
7878                  * allows bpf_sk_release to work for multiple socket types.
7879                  */
7880                 bool strict_type_match = arg_type_is_release(arg_type) &&
7881                                          meta->func_id != BPF_FUNC_sk_release;
7882
7883                 if (type_may_be_null(reg->type) &&
7884                     (!type_may_be_null(arg_type) || arg_type_is_release(arg_type))) {
7885                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to helper arg%d\n", regno);
7886                         return -EACCES;
7887                 }
7888
7889                 if (!arg_btf_id) {
7890                         if (!compatible->btf_id) {
7891                                 verbose(env, "verifier internal error: missing arg compatible BTF ID\n");
7892                                 return -EFAULT;
7893                         }
7894                         arg_btf_id = compatible->btf_id;
7895                 }
7896
7897                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7898                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7899                                 return -EACCES;
7900                 } else {
7901                         if (arg_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
7902                                 verbose(env, "verifier internal error:");
7903                                 verbose(env, "R%d has non-overwritten BPF_PTR_POISON type\n",
7904                                         regno);
7905                                 return -EACCES;
7906                         }
7907
7908                         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, reg->off,
7909                                                   btf_vmlinux, *arg_btf_id,
7910                                                   strict_type_match)) {
7911                                 verbose(env, "R%d is of type %s but %s is expected\n",
7912                                         regno, btf_type_name(reg->btf, reg->btf_id),
7913                                         btf_type_name(btf_vmlinux, *arg_btf_id));
7914                                 return -EACCES;
7915                         }
7916                 }
7917                 break;
7918         }
7919         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
7920                 if (meta->func_id != BPF_FUNC_spin_lock && meta->func_id != BPF_FUNC_spin_unlock &&
7921                     meta->func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7922                         verbose(env, "verifier internal error: unimplemented handling of MEM_ALLOC\n");
7923                         return -EFAULT;
7924                 }
7925                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
7926                         if (map_kptr_match_type(env, meta->kptr_field, reg, regno))
7927                                 return -EACCES;
7928                 }
7929                 break;
7930         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU:
7931         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU | PTR_TRUSTED:
7932                 /* Handled by helper specific checks */
7933                 break;
7934         default:
7935                 verbose(env, "verifier internal error: invalid PTR_TO_BTF_ID register for type match\n");
7936                 return -EFAULT;
7937         }
7938         return 0;
7939 }
7940
7941 static struct btf_field *
7942 reg_find_field_offset(const struct bpf_reg_state *reg, s32 off, u32 fields)
7943 {
7944         struct btf_field *field;
7945         struct btf_record *rec;
7946
7947         rec = reg_btf_record(reg);
7948         if (!rec)
7949                 return NULL;
7950
7951         field = btf_record_find(rec, off, fields);
7952         if (!field)
7953                 return NULL;
7954
7955         return field;
7956 }
7957
7958 int check_func_arg_reg_off(struct bpf_verifier_env *env,
7959                            const struct bpf_reg_state *reg, int regno,
7960                            enum bpf_arg_type arg_type)
7961 {
7962         u32 type = reg->type;
7963
7964         /* When referenced register is passed to release function, its fixed
7965          * offset must be 0.
7966          *
7967          * We will check arg_type_is_release reg has ref_obj_id when storing
7968          * meta->release_regno.
7969          */
7970         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
7971                 /* ARG_PTR_TO_DYNPTR with OBJ_RELEASE is a bit special, as it
7972                  * may not directly point to the object being released, but to
7973                  * dynptr pointing to such object, which might be at some offset
7974                  * on the stack. In that case, we simply to fallback to the
7975                  * default handling.
7976                  */
7977                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type) && type == PTR_TO_STACK)
7978                         return 0;
7979
7980                 /* Doing check_ptr_off_reg check for the offset will catch this
7981                  * because fixed_off_ok is false, but checking here allows us
7982                  * to give the user a better error message.
7983                  */
7984                 if (reg->off) {
7985                         verbose(env, "R%d must have zero offset when passed to release func or trusted arg to kfunc\n",
7986                                 regno);
7987                         return -EINVAL;
7988                 }
7989                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
7990         }
7991
7992         switch (type) {
7993         /* Pointer types where both fixed and variable offset is explicitly allowed: */
7994         case PTR_TO_STACK:
7995         case PTR_TO_PACKET:
7996         case PTR_TO_PACKET_META:
7997         case PTR_TO_MAP_KEY:
7998         case PTR_TO_MAP_VALUE:
7999         case PTR_TO_MEM:
8000         case PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY:
8001         case PTR_TO_MEM | MEM_RINGBUF:
8002         case PTR_TO_BUF:
8003         case PTR_TO_BUF | MEM_RDONLY:
8004         case SCALAR_VALUE:
8005                 return 0;
8006         /* All the rest must be rejected, except PTR_TO_BTF_ID which allows
8007          * fixed offset.
8008          */
8009         case PTR_TO_BTF_ID:
8010         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
8011         case PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED:
8012         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_RCU:
8013         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF:
8014         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | NON_OWN_REF | MEM_RCU:
8015                 /* When referenced PTR_TO_BTF_ID is passed to release function,
8016                  * its fixed offset must be 0. In the other cases, fixed offset
8017                  * can be non-zero. This was already checked above. So pass
8018                  * fixed_off_ok as true to allow fixed offset for all other
8019                  * cases. var_off always must be 0 for PTR_TO_BTF_ID, hence we
8020                  * still need to do checks instead of returning.
8021                  */
8022                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, true);
8023         default:
8024                 return __check_ptr_off_reg(env, reg, regno, false);
8025         }
8026 }
8027
8028 static struct bpf_reg_state *get_dynptr_arg_reg(struct bpf_verifier_env *env,
8029                                                 const struct bpf_func_proto *fn,
8030                                                 struct bpf_reg_state *regs)
8031 {
8032         struct bpf_reg_state *state = NULL;
8033         int i;
8034
8035         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++)
8036                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[i])) {
8037                         if (state) {
8038                                 verbose(env, "verifier internal error: multiple dynptr args\n");
8039                                 return NULL;
8040                         }
8041                         state = &regs[BPF_REG_1 + i];
8042                 }
8043
8044         if (!state)
8045                 verbose(env, "verifier internal error: no dynptr arg found\n");
8046
8047         return state;
8048 }
8049
8050 static int dynptr_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8051 {
8052         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8053         int spi;
8054
8055         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8056                 return reg->id;
8057         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8058         if (spi < 0)
8059                 return spi;
8060         return state->stack[spi].spilled_ptr.id;
8061 }
8062
8063 static int dynptr_ref_obj_id(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
8064 {
8065         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8066         int spi;
8067
8068         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8069                 return reg->ref_obj_id;
8070         spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8071         if (spi < 0)
8072                 return spi;
8073         return state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id;
8074 }
8075
8076 static enum bpf_dynptr_type dynptr_get_type(struct bpf_verifier_env *env,
8077                                             struct bpf_reg_state *reg)
8078 {
8079         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8080         int spi;
8081
8082         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
8083                 return reg->dynptr.type;
8084
8085         spi = __get_spi(reg->off);
8086         if (spi < 0) {
8087                 verbose(env, "verifier internal error: invalid spi when querying dynptr type\n");
8088                 return BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID;
8089         }
8090
8091         return state->stack[spi].spilled_ptr.dynptr.type;
8092 }
8093
8094 static int check_func_arg(struct bpf_verifier_env *env, u32 arg,
8095                           struct bpf_call_arg_meta *meta,
8096                           const struct bpf_func_proto *fn,
8097                           int insn_idx)
8098 {
8099         u32 regno = BPF_REG_1 + arg;
8100         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[regno];
8101         enum bpf_arg_type arg_type = fn->arg_type[arg];
8102         enum bpf_reg_type type = reg->type;
8103         u32 *arg_btf_id = NULL;
8104         int err = 0;
8105
8106         if (arg_type == ARG_DONTCARE)
8107                 return 0;
8108
8109         err = check_reg_arg(env, regno, SRC_OP);
8110         if (err)
8111                 return err;
8112
8113         if (arg_type == ARG_ANYTHING) {
8114                 if (is_pointer_value(env, regno)) {
8115                         verbose(env, "R%d leaks addr into helper function\n",
8116                                 regno);
8117                         return -EACCES;
8118                 }
8119                 return 0;
8120         }
8121
8122         if (type_is_pkt_pointer(type) &&
8123             !may_access_direct_pkt_data(env, meta, BPF_READ)) {
8124                 verbose(env, "helper access to the packet is not allowed\n");
8125                 return -EACCES;
8126         }
8127
8128         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_MAP_VALUE) {
8129                 err = resolve_map_arg_type(env, meta, &arg_type);
8130                 if (err)
8131                         return err;
8132         }
8133
8134         if (register_is_null(reg) && type_may_be_null(arg_type))
8135                 /* A NULL register has a SCALAR_VALUE type, so skip
8136                  * type checking.
8137                  */
8138                 goto skip_type_check;
8139
8140         /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8141         if (base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_BTF_ID ||
8142             base_type(arg_type) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8143                 arg_btf_id = fn->arg_btf_id[arg];
8144
8145         err = check_reg_type(env, regno, arg_type, arg_btf_id, meta);
8146         if (err)
8147                 return err;
8148
8149         err = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
8150         if (err)
8151                 return err;
8152
8153 skip_type_check:
8154         if (arg_type_is_release(arg_type)) {
8155                 if (arg_type_is_dynptr(arg_type)) {
8156                         struct bpf_func_state *state = func(env, reg);
8157                         int spi;
8158
8159                         /* Only dynptr created on stack can be released, thus
8160                          * the get_spi and stack state checks for spilled_ptr
8161                          * should only be done before process_dynptr_func for
8162                          * PTR_TO_STACK.
8163                          */
8164                         if (reg->type == PTR_TO_STACK) {
8165                                 spi = dynptr_get_spi(env, reg);
8166                                 if (spi < 0 || !state->stack[spi].spilled_ptr.ref_obj_id) {
8167                                         verbose(env, "arg %d is an unacquired reference\n", regno);
8168                                         return -EINVAL;
8169                                 }
8170                         } else {
8171                                 verbose(env, "cannot release unowned const bpf_dynptr\n");
8172                                 return -EINVAL;
8173                         }
8174                 } else if (!reg->ref_obj_id && !register_is_null(reg)) {
8175                         verbose(env, "R%d must be referenced when passed to release function\n",
8176                                 regno);
8177                         return -EINVAL;
8178                 }
8179                 if (meta->release_regno) {
8180                         verbose(env, "verifier internal error: more than one release argument\n");
8181                         return -EFAULT;
8182                 }
8183                 meta->release_regno = regno;
8184         }
8185
8186         if (reg->ref_obj_id) {
8187                 if (meta->ref_obj_id) {
8188                         verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
8189                                 regno, reg->ref_obj_id,
8190                                 meta->ref_obj_id);
8191                         return -EFAULT;
8192                 }
8193                 meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
8194         }
8195
8196         switch (base_type(arg_type)) {
8197         case ARG_CONST_MAP_PTR:
8198                 /* bpf_map_xxx(map_ptr) call: remember that map_ptr */
8199                 if (meta->map_ptr) {
8200                         /* Use map_uid (which is unique id of inner map) to reject:
8201                          * inner_map1 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key1)
8202                          * inner_map2 = bpf_map_lookup_elem(outer_map, key2)
8203                          * if (inner_map1 && inner_map2) {
8204                          *     timer = bpf_map_lookup_elem(inner_map1);
8205                          *     if (timer)
8206                          *         // mismatch would have been allowed
8207                          *         bpf_timer_init(timer, inner_map2);
8208                          * }
8209                          *
8210                          * Comparing map_ptr is enough to distinguish normal and outer maps.
8211                          */
8212                         if (meta->map_ptr != reg->map_ptr ||
8213                             meta->map_uid != reg->map_uid) {
8214                                 verbose(env,
8215                                         "timer pointer in R1 map_uid=%d doesn't match map pointer in R2 map_uid=%d\n",
8216                                         meta->map_uid, reg->map_uid);
8217                                 return -EINVAL;
8218                         }
8219                 }
8220                 meta->map_ptr = reg->map_ptr;
8221                 meta->map_uid = reg->map_uid;
8222                 break;
8223         case ARG_PTR_TO_MAP_KEY:
8224                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., key) call:
8225                  * check that [key, key + map->key_size) are within
8226                  * stack limits and initialized
8227                  */
8228                 if (!meta->map_ptr) {
8229                         /* in function declaration map_ptr must come before
8230                          * map_key, so that it's verified and known before
8231                          * we have to check map_key here. Otherwise it means
8232                          * that kernel subsystem misconfigured verifier
8233                          */
8234                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->key\n");
8235                         return -EACCES;
8236                 }
8237                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8238                                               meta->map_ptr->key_size, false,
8239                                               NULL);
8240                 break;
8241         case ARG_PTR_TO_MAP_VALUE:
8242                 if (type_may_be_null(arg_type) && register_is_null(reg))
8243                         return 0;
8244
8245                 /* bpf_map_xxx(..., map_ptr, ..., value) call:
8246                  * check [value, value + map->value_size) validity
8247                  */
8248                 if (!meta->map_ptr) {
8249                         /* kernel subsystem misconfigured verifier */
8250                         verbose(env, "invalid map_ptr to access map->value\n");
8251                         return -EACCES;
8252                 }
8253                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8254                 err = check_helper_mem_access(env, regno,
8255                                               meta->map_ptr->value_size, false,
8256                                               meta);
8257                 break;
8258         case ARG_PTR_TO_PERCPU_BTF_ID:
8259                 if (!reg->btf_id) {
8260                         verbose(env, "Helper has invalid btf_id in R%d\n", regno);
8261                         return -EACCES;
8262                 }
8263                 meta->ret_btf = reg->btf;
8264                 meta->ret_btf_id = reg->btf_id;
8265                 break;
8266         case ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK:
8267                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
8268                         verbose(env, "can't spin_{lock,unlock} in rbtree cb\n");
8269                         return -EACCES;
8270                 }
8271                 if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_lock) {
8272                         err = process_spin_lock(env, regno, true);
8273                         if (err)
8274                                 return err;
8275                 } else if (meta->func_id == BPF_FUNC_spin_unlock) {
8276                         err = process_spin_lock(env, regno, false);
8277                         if (err)
8278                                 return err;
8279                 } else {
8280                         verbose(env, "verifier internal error\n");
8281                         return -EFAULT;
8282                 }
8283                 break;
8284         case ARG_PTR_TO_TIMER:
8285                 err = process_timer_func(env, regno, meta);
8286                 if (err)
8287                         return err;
8288                 break;
8289         case ARG_PTR_TO_FUNC:
8290                 meta->subprogno = reg->subprogno;
8291                 break;
8292         case ARG_PTR_TO_MEM:
8293                 /* The access to this pointer is only checked when we hit the
8294                  * next is_mem_size argument below.
8295                  */
8296                 meta->raw_mode = arg_type & MEM_UNINIT;
8297                 if (arg_type & MEM_FIXED_SIZE) {
8298                         err = check_helper_mem_access(env, regno,
8299                                                       fn->arg_size[arg], false,
8300                                                       meta);
8301                 }
8302                 break;
8303         case ARG_CONST_SIZE:
8304                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, false, meta);
8305                 break;
8306         case ARG_CONST_SIZE_OR_ZERO:
8307                 err = check_mem_size_reg(env, reg, regno, true, meta);
8308                 break;
8309         case ARG_PTR_TO_DYNPTR:
8310                 err = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, arg_type, 0);
8311                 if (err)
8312                         return err;
8313                 break;
8314         case ARG_CONST_ALLOC_SIZE_OR_ZERO:
8315                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8316                         verbose(env, "R%d is not a known constant'\n",
8317                                 regno);
8318                         return -EACCES;
8319                 }
8320                 meta->mem_size = reg->var_off.value;
8321                 err = mark_chain_precision(env, regno);
8322                 if (err)
8323                         return err;
8324                 break;
8325         case ARG_PTR_TO_INT:
8326         case ARG_PTR_TO_LONG:
8327         {
8328                 int size = int_ptr_type_to_size(arg_type);
8329
8330                 err = check_helper_mem_access(env, regno, size, false, meta);
8331                 if (err)
8332                         return err;
8333                 err = check_ptr_alignment(env, reg, 0, size, true);
8334                 break;
8335         }
8336         case ARG_PTR_TO_CONST_STR:
8337         {
8338                 struct bpf_map *map = reg->map_ptr;
8339                 int map_off;
8340                 u64 map_addr;
8341                 char *str_ptr;
8342
8343                 if (!bpf_map_is_rdonly(map)) {
8344                         verbose(env, "R%d does not point to a readonly map'\n", regno);
8345                         return -EACCES;
8346                 }
8347
8348                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
8349                         verbose(env, "R%d is not a constant address'\n", regno);
8350                         return -EACCES;
8351                 }
8352
8353                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
8354                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
8355                         return -EACCES;
8356                 }
8357
8358                 err = check_map_access(env, regno, reg->off,
8359                                        map->value_size - reg->off, false,
8360                                        ACCESS_HELPER);
8361                 if (err)
8362                         return err;
8363
8364                 map_off = reg->off + reg->var_off.value;
8365                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &map_addr, map_off);
8366                 if (err) {
8367                         verbose(env, "direct value access on string failed\n");
8368                         return err;
8369                 }
8370
8371                 str_ptr = (char *)(long)(map_addr);
8372                 if (!strnchr(str_ptr + map_off, map->value_size - map_off, 0)) {
8373                         verbose(env, "string is not zero-terminated\n");
8374                         return -EINVAL;
8375                 }
8376                 break;
8377         }
8378         case ARG_PTR_TO_KPTR:
8379                 err = process_kptr_func(env, regno, meta);
8380                 if (err)
8381                         return err;
8382                 break;
8383         }
8384
8385         return err;
8386 }
8387
8388 static bool may_update_sockmap(struct bpf_verifier_env *env, int func_id)
8389 {
8390         enum bpf_attach_type eatype = env->prog->expected_attach_type;
8391         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
8392
8393         if (func_id != BPF_FUNC_map_update_elem)
8394                 return false;
8395
8396         /* It's not possible to get access to a locked struct sock in these
8397          * contexts, so updating is safe.
8398          */
8399         switch (type) {
8400         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
8401                 if (eatype == BPF_TRACE_ITER)
8402                         return true;
8403                 break;
8404         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
8405         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
8406         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
8407         case BPF_PROG_TYPE_XDP:
8408         case BPF_PROG_TYPE_SK_REUSEPORT:
8409         case BPF_PROG_TYPE_FLOW_DISSECTOR:
8410         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
8411                 return true;
8412         default:
8413                 break;
8414         }
8415
8416         verbose(env, "cannot update sockmap in this context\n");
8417         return false;
8418 }
8419
8420 static bool allow_tail_call_in_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
8421 {
8422         return env->prog->jit_requested &&
8423                bpf_jit_supports_subprog_tailcalls();
8424 }
8425
8426 static int check_map_func_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
8427                                         struct bpf_map *map, int func_id)
8428 {
8429         if (!map)
8430                 return 0;
8431
8432         /* We need a two way check, first is from map perspective ... */
8433         switch (map->map_type) {
8434         case BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY:
8435                 if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
8436                         goto error;
8437                 break;
8438         case BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY:
8439                 if (func_id != BPF_FUNC_perf_event_read &&
8440                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_output &&
8441                     func_id != BPF_FUNC_skb_output &&
8442                     func_id != BPF_FUNC_perf_event_read_value &&
8443                     func_id != BPF_FUNC_xdp_output)
8444                         goto error;
8445                 break;
8446         case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
8447                 if (func_id != BPF_FUNC_ringbuf_output &&
8448                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve &&
8449                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_query &&
8450                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr &&
8451                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr &&
8452                     func_id != BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr)
8453                         goto error;
8454                 break;
8455         case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
8456                 if (func_id != BPF_FUNC_user_ringbuf_drain)
8457                         goto error;
8458                 break;
8459         case BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE:
8460                 if (func_id != BPF_FUNC_get_stackid)
8461                         goto error;
8462                 break;
8463         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY:
8464                 if (func_id != BPF_FUNC_skb_under_cgroup &&
8465                     func_id != BPF_FUNC_current_task_under_cgroup)
8466                         goto error;
8467                 break;
8468         case BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE:
8469         case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE:
8470                 if (func_id != BPF_FUNC_get_local_storage)
8471                         goto error;
8472                 break;
8473         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP:
8474         case BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH:
8475                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8476                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8477                         goto error;
8478                 break;
8479         /* Restrict bpf side of cpumap and xskmap, open when use-cases
8480          * appear.
8481          */
8482         case BPF_MAP_TYPE_CPUMAP:
8483                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map)
8484                         goto error;
8485                 break;
8486         case BPF_MAP_TYPE_XSKMAP:
8487                 if (func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
8488                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8489                         goto error;
8490                 break;
8491         case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
8492         case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
8493                 if (func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem)
8494                         goto error;
8495                 break;
8496         case BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP:
8497                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_map &&
8498                     func_id != BPF_FUNC_sock_map_update &&
8499                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8500                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_map &&
8501                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8502                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8503                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8504                         goto error;
8505                 break;
8506         case BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH:
8507                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_redirect_hash &&
8508                     func_id != BPF_FUNC_sock_hash_update &&
8509                     func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
8510                     func_id != BPF_FUNC_msg_redirect_hash &&
8511                     func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport &&
8512                     func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
8513                     !may_update_sockmap(env, func_id))
8514                         goto error;
8515                 break;
8516         case BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY:
8517                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_select_reuseport)
8518                         goto error;
8519                 break;
8520         case BPF_MAP_TYPE_QUEUE:
8521         case BPF_MAP_TYPE_STACK:
8522                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8523                     func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
8524                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8525                         goto error;
8526                 break;
8527         case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
8528                 if (func_id != BPF_FUNC_sk_storage_get &&
8529                     func_id != BPF_FUNC_sk_storage_delete &&
8530                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8531                         goto error;
8532                 break;
8533         case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
8534                 if (func_id != BPF_FUNC_inode_storage_get &&
8535                     func_id != BPF_FUNC_inode_storage_delete &&
8536                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8537                         goto error;
8538                 break;
8539         case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
8540                 if (func_id != BPF_FUNC_task_storage_get &&
8541                     func_id != BPF_FUNC_task_storage_delete &&
8542                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8543                         goto error;
8544                 break;
8545         case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
8546                 if (func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_get &&
8547                     func_id != BPF_FUNC_cgrp_storage_delete &&
8548                     func_id != BPF_FUNC_kptr_xchg)
8549                         goto error;
8550                 break;
8551         case BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER:
8552                 if (func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
8553                     func_id != BPF_FUNC_map_push_elem)
8554                         goto error;
8555                 break;
8556         default:
8557                 break;
8558         }
8559
8560         /* ... and second from the function itself. */
8561         switch (func_id) {
8562         case BPF_FUNC_tail_call:
8563                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY)
8564                         goto error;
8565                 if (env->subprog_cnt > 1 && !allow_tail_call_in_subprogs(env)) {
8566                         verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
8567                         return -EINVAL;
8568                 }
8569                 break;
8570         case BPF_FUNC_perf_event_read:
8571         case BPF_FUNC_perf_event_output:
8572         case BPF_FUNC_perf_event_read_value:
8573         case BPF_FUNC_skb_output:
8574         case BPF_FUNC_xdp_output:
8575                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERF_EVENT_ARRAY)
8576                         goto error;
8577                 break;
8578         case BPF_FUNC_ringbuf_output:
8579         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve:
8580         case BPF_FUNC_ringbuf_query:
8581         case BPF_FUNC_ringbuf_reserve_dynptr:
8582         case BPF_FUNC_ringbuf_submit_dynptr:
8583         case BPF_FUNC_ringbuf_discard_dynptr:
8584                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_RINGBUF)
8585                         goto error;
8586                 break;
8587         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
8588                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF)
8589                         goto error;
8590                 break;
8591         case BPF_FUNC_get_stackid:
8592                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK_TRACE)
8593                         goto error;
8594                 break;
8595         case BPF_FUNC_current_task_under_cgroup:
8596         case BPF_FUNC_skb_under_cgroup:
8597                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_ARRAY)
8598                         goto error;
8599                 break;
8600         case BPF_FUNC_redirect_map:
8601                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP &&
8602                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_DEVMAP_HASH &&
8603                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CPUMAP &&
8604                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_XSKMAP)
8605                         goto error;
8606                 break;
8607         case BPF_FUNC_sk_redirect_map:
8608         case BPF_FUNC_msg_redirect_map:
8609         case BPF_FUNC_sock_map_update:
8610                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP)
8611                         goto error;
8612                 break;
8613         case BPF_FUNC_sk_redirect_hash:
8614         case BPF_FUNC_msg_redirect_hash:
8615         case BPF_FUNC_sock_hash_update:
8616                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8617                         goto error;
8618                 break;
8619         case BPF_FUNC_get_local_storage:
8620                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE &&
8621                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE)
8622                         goto error;
8623                 break;
8624         case BPF_FUNC_sk_select_reuseport:
8625                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_REUSEPORT_SOCKARRAY &&
8626                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKMAP &&
8627                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SOCKHASH)
8628                         goto error;
8629                 break;
8630         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
8631                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8632                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK)
8633                         goto error;
8634                 break;
8635         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
8636         case BPF_FUNC_map_push_elem:
8637                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_QUEUE &&
8638                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_STACK &&
8639                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_BLOOM_FILTER)
8640                         goto error;
8641                 break;
8642         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
8643                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY &&
8644                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH &&
8645                     map->map_type != BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH)
8646                         goto error;
8647                 break;
8648         case BPF_FUNC_sk_storage_get:
8649         case BPF_FUNC_sk_storage_delete:
8650                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE)
8651                         goto error;
8652                 break;
8653         case BPF_FUNC_inode_storage_get:
8654         case BPF_FUNC_inode_storage_delete:
8655                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE)
8656                         goto error;
8657                 break;
8658         case BPF_FUNC_task_storage_get:
8659         case BPF_FUNC_task_storage_delete:
8660                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE)
8661                         goto error;
8662                 break;
8663         case BPF_FUNC_cgrp_storage_get:
8664         case BPF_FUNC_cgrp_storage_delete:
8665                 if (map->map_type != BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE)
8666                         goto error;
8667                 break;
8668         default:
8669                 break;
8670         }
8671
8672         return 0;
8673 error:
8674         verbose(env, "cannot pass map_type %d into func %s#%d\n",
8675                 map->map_type, func_id_name(func_id), func_id);
8676         return -EINVAL;
8677 }
8678
8679 static bool check_raw_mode_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8680 {
8681         int count = 0;
8682
8683         if (fn->arg1_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8684                 count++;
8685         if (fn->arg2_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8686                 count++;
8687         if (fn->arg3_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8688                 count++;
8689         if (fn->arg4_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8690                 count++;
8691         if (fn->arg5_type == ARG_PTR_TO_UNINIT_MEM)
8692                 count++;
8693
8694         /* We only support one arg being in raw mode at the moment,
8695          * which is sufficient for the helper functions we have
8696          * right now.
8697          */
8698         return count <= 1;
8699 }
8700
8701 static bool check_args_pair_invalid(const struct bpf_func_proto *fn, int arg)
8702 {
8703         bool is_fixed = fn->arg_type[arg] & MEM_FIXED_SIZE;
8704         bool has_size = fn->arg_size[arg] != 0;
8705         bool is_next_size = false;
8706
8707         if (arg + 1 < ARRAY_SIZE(fn->arg_type))
8708                 is_next_size = arg_type_is_mem_size(fn->arg_type[arg + 1]);
8709
8710         if (base_type(fn->arg_type[arg]) != ARG_PTR_TO_MEM)
8711                 return is_next_size;
8712
8713         return has_size == is_next_size || is_next_size == is_fixed;
8714 }
8715
8716 static bool check_arg_pair_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8717 {
8718         /* bpf_xxx(..., buf, len) call will access 'len'
8719          * bytes from memory 'buf'. Both arg types need
8720          * to be paired, so make sure there's no buggy
8721          * helper function specification.
8722          */
8723         if (arg_type_is_mem_size(fn->arg1_type) ||
8724             check_args_pair_invalid(fn, 0) ||
8725             check_args_pair_invalid(fn, 1) ||
8726             check_args_pair_invalid(fn, 2) ||
8727             check_args_pair_invalid(fn, 3) ||
8728             check_args_pair_invalid(fn, 4))
8729                 return false;
8730
8731         return true;
8732 }
8733
8734 static bool check_btf_id_ok(const struct bpf_func_proto *fn)
8735 {
8736         int i;
8737
8738         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(fn->arg_type); i++) {
8739                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_BTF_ID)
8740                         return !!fn->arg_btf_id[i];
8741                 if (base_type(fn->arg_type[i]) == ARG_PTR_TO_SPIN_LOCK)
8742                         return fn->arg_btf_id[i] == BPF_PTR_POISON;
8743                 if (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_BTF_ID && fn->arg_btf_id[i] &&
8744                     /* arg_btf_id and arg_size are in a union. */
8745                     (base_type(fn->arg_type[i]) != ARG_PTR_TO_MEM ||
8746                      !(fn->arg_type[i] & MEM_FIXED_SIZE)))
8747                         return false;
8748         }
8749
8750         return true;
8751 }
8752
8753 static int check_func_proto(const struct bpf_func_proto *fn, int func_id)
8754 {
8755         return check_raw_mode_ok(fn) &&
8756                check_arg_pair_ok(fn) &&
8757                check_btf_id_ok(fn) ? 0 : -EINVAL;
8758 }
8759
8760 /* Packet data might have moved, any old PTR_TO_PACKET[_META,_END]
8761  * are now invalid, so turn them into unknown SCALAR_VALUE.
8762  *
8763  * This also applies to dynptr slices belonging to skb and xdp dynptrs,
8764  * since these slices point to packet data.
8765  */
8766 static void clear_all_pkt_pointers(struct bpf_verifier_env *env)
8767 {
8768         struct bpf_func_state *state;
8769         struct bpf_reg_state *reg;
8770
8771         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8772                 if (reg_is_pkt_pointer_any(reg) || reg_is_dynptr_slice_pkt(reg))
8773                         mark_reg_invalid(env, reg);
8774         }));
8775 }
8776
8777 enum {
8778         AT_PKT_END = -1,
8779         BEYOND_PKT_END = -2,
8780 };
8781
8782 static void mark_pkt_end(struct bpf_verifier_state *vstate, int regn, bool range_open)
8783 {
8784         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
8785         struct bpf_reg_state *reg = &state->regs[regn];
8786
8787         if (reg->type != PTR_TO_PACKET)
8788                 /* PTR_TO_PACKET_META is not supported yet */
8789                 return;
8790
8791         /* The 'reg' is pkt > pkt_end or pkt >= pkt_end.
8792          * How far beyond pkt_end it goes is unknown.
8793          * if (!range_open) it's the case of pkt >= pkt_end
8794          * if (range_open) it's the case of pkt > pkt_end
8795          * hence this pointer is at least 1 byte bigger than pkt_end
8796          */
8797         if (range_open)
8798                 reg->range = BEYOND_PKT_END;
8799         else
8800                 reg->range = AT_PKT_END;
8801 }
8802
8803 /* The pointer with the specified id has released its reference to kernel
8804  * resources. Identify all copies of the same pointer and clear the reference.
8805  */
8806 static int release_reference(struct bpf_verifier_env *env,
8807                              int ref_obj_id)
8808 {
8809         struct bpf_func_state *state;
8810         struct bpf_reg_state *reg;
8811         int err;
8812
8813         err = release_reference_state(cur_func(env), ref_obj_id);
8814         if (err)
8815                 return err;
8816
8817         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
8818                 if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id)
8819                         mark_reg_invalid(env, reg);
8820         }));
8821
8822         return 0;
8823 }
8824
8825 static void invalidate_non_owning_refs(struct bpf_verifier_env *env)
8826 {
8827         struct bpf_func_state *unused;
8828         struct bpf_reg_state *reg;
8829
8830         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
8831                 if (type_is_non_owning_ref(reg->type))
8832                         mark_reg_invalid(env, reg);
8833         }));
8834 }
8835
8836 static void clear_caller_saved_regs(struct bpf_verifier_env *env,
8837                                     struct bpf_reg_state *regs)
8838 {
8839         int i;
8840
8841         /* after the call registers r0 - r5 were scratched */
8842         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
8843                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
8844                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
8845         }
8846 }
8847
8848 typedef int (*set_callee_state_fn)(struct bpf_verifier_env *env,
8849                                    struct bpf_func_state *caller,
8850                                    struct bpf_func_state *callee,
8851                                    int insn_idx);
8852
8853 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
8854                             struct bpf_func_state *caller,
8855                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx);
8856
8857 static int __check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
8858                              int *insn_idx, int subprog,
8859                              set_callee_state_fn set_callee_state_cb)
8860 {
8861         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
8862         struct bpf_func_state *caller, *callee;
8863         int err;
8864
8865         if (state->curframe + 1 >= MAX_CALL_FRAMES) {
8866                 verbose(env, "the call stack of %d frames is too deep\n",
8867                         state->curframe + 2);
8868                 return -E2BIG;
8869         }
8870
8871         caller = state->frame[state->curframe];
8872         if (state->frame[state->curframe + 1]) {
8873                 verbose(env, "verifier bug. Frame %d already allocated\n",
8874                         state->curframe + 1);
8875                 return -EFAULT;
8876         }
8877
8878         err = btf_check_subprog_call(env, subprog, caller->regs);
8879         if (err == -EFAULT)
8880                 return err;
8881         if (subprog_is_global(env, subprog)) {
8882                 if (err) {
8883                         verbose(env, "Caller passes invalid args into func#%d\n",
8884                                 subprog);
8885                         return err;
8886                 } else {
8887                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
8888                                 verbose(env,
8889                                         "Func#%d is global and valid. Skipping.\n",
8890                                         subprog);
8891                         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8892
8893                         /* All global functions return a 64-bit SCALAR_VALUE */
8894                         mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8895                         caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8896
8897                         /* continue with next insn after call */
8898                         return 0;
8899                 }
8900         }
8901
8902         /* set_callee_state is used for direct subprog calls, but we are
8903          * interested in validating only BPF helpers that can call subprogs as
8904          * callbacks
8905          */
8906         if (set_callee_state_cb != set_callee_state) {
8907                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8908                     !is_callback_calling_kfunc(insn->imm)) {
8909                         verbose(env, "verifier bug: kfunc %s#%d not marked as callback-calling\n",
8910                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8911                         return -EFAULT;
8912                 } else if (!bpf_pseudo_kfunc_call(insn) &&
8913                            !is_callback_calling_function(insn->imm)) { /* helper */
8914                         verbose(env, "verifier bug: helper %s#%d not marked as callback-calling\n",
8915                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
8916                         return -EFAULT;
8917                 }
8918         }
8919
8920         if (insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
8921             insn->src_reg == 0 &&
8922             insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
8923                 struct bpf_verifier_state *async_cb;
8924
8925                 /* there is no real recursion here. timer callbacks are async */
8926                 env->subprog_info[subprog].is_async_cb = true;
8927                 async_cb = push_async_cb(env, env->subprog_info[subprog].start,
8928                                          *insn_idx, subprog);
8929                 if (!async_cb)
8930                         return -EFAULT;
8931                 callee = async_cb->frame[0];
8932                 callee->async_entry_cnt = caller->async_entry_cnt + 1;
8933
8934                 /* Convert bpf_timer_set_callback() args into timer callback args */
8935                 err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8936                 if (err)
8937                         return err;
8938
8939                 clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8940                 mark_reg_unknown(env, caller->regs, BPF_REG_0);
8941                 caller->regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
8942                 /* continue with next insn after call */
8943                 return 0;
8944         }
8945
8946         callee = kzalloc(sizeof(*callee), GFP_KERNEL);
8947         if (!callee)
8948                 return -ENOMEM;
8949         state->frame[state->curframe + 1] = callee;
8950
8951         /* callee cannot access r0, r6 - r9 for reading and has to write
8952          * into its own stack before reading from it.
8953          * callee can read/write into caller's stack
8954          */
8955         init_func_state(env, callee,
8956                         /* remember the callsite, it will be used by bpf_exit */
8957                         *insn_idx /* callsite */,
8958                         state->curframe + 1 /* frameno within this callchain */,
8959                         subprog /* subprog number within this prog */);
8960
8961         /* Transfer references to the callee */
8962         err = copy_reference_state(callee, caller);
8963         if (err)
8964                 goto err_out;
8965
8966         err = set_callee_state_cb(env, caller, callee, *insn_idx);
8967         if (err)
8968                 goto err_out;
8969
8970         clear_caller_saved_regs(env, caller->regs);
8971
8972         /* only increment it after check_reg_arg() finished */
8973         state->curframe++;
8974
8975         /* and go analyze first insn of the callee */
8976         *insn_idx = env->subprog_info[subprog].start - 1;
8977
8978         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
8979                 verbose(env, "caller:\n");
8980                 print_verifier_state(env, caller, true);
8981                 verbose(env, "callee:\n");
8982                 print_verifier_state(env, callee, true);
8983         }
8984         return 0;
8985
8986 err_out:
8987         free_func_state(callee);
8988         state->frame[state->curframe + 1] = NULL;
8989         return err;
8990 }
8991
8992 int map_set_for_each_callback_args(struct bpf_verifier_env *env,
8993                                    struct bpf_func_state *caller,
8994                                    struct bpf_func_state *callee)
8995 {
8996         /* bpf_for_each_map_elem(struct bpf_map *map, void *callback_fn,
8997          *      void *callback_ctx, u64 flags);
8998          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
8999          *      void *callback_ctx);
9000          */
9001         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9002
9003         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9004         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9005         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9006
9007         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9008         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9009         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9010
9011         /* pointer to stack or null */
9012         callee->regs[BPF_REG_4] = caller->regs[BPF_REG_3];
9013
9014         /* unused */
9015         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9016         return 0;
9017 }
9018
9019 static int set_callee_state(struct bpf_verifier_env *env,
9020                             struct bpf_func_state *caller,
9021                             struct bpf_func_state *callee, int insn_idx)
9022 {
9023         int i;
9024
9025         /* copy r1 - r5 args that callee can access.  The copy includes parent
9026          * pointers, which connects us up to the liveness chain
9027          */
9028         for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++)
9029                 callee->regs[i] = caller->regs[i];
9030         return 0;
9031 }
9032
9033 static int check_func_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9034                            int *insn_idx)
9035 {
9036         int subprog, target_insn;
9037
9038         target_insn = *insn_idx + insn->imm + 1;
9039         subprog = find_subprog(env, target_insn);
9040         if (subprog < 0) {
9041                 verbose(env, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
9042                         target_insn);
9043                 return -EFAULT;
9044         }
9045
9046         return __check_func_call(env, insn, insn_idx, subprog, set_callee_state);
9047 }
9048
9049 static int set_map_elem_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9050                                        struct bpf_func_state *caller,
9051                                        struct bpf_func_state *callee,
9052                                        int insn_idx)
9053 {
9054         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9055         struct bpf_map *map;
9056         int err;
9057
9058         if (bpf_map_ptr_poisoned(insn_aux)) {
9059                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
9060                 return -EINVAL;
9061         }
9062
9063         map = BPF_MAP_PTR(insn_aux->map_ptr_state);
9064         if (!map->ops->map_set_for_each_callback_args ||
9065             !map->ops->map_for_each_callback) {
9066                 verbose(env, "callback function not allowed for map\n");
9067                 return -ENOTSUPP;
9068         }
9069
9070         err = map->ops->map_set_for_each_callback_args(env, caller, callee);
9071         if (err)
9072                 return err;
9073
9074         callee->in_callback_fn = true;
9075         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9076         return 0;
9077 }
9078
9079 static int set_loop_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9080                                    struct bpf_func_state *caller,
9081                                    struct bpf_func_state *callee,
9082                                    int insn_idx)
9083 {
9084         /* bpf_loop(u32 nr_loops, void *callback_fn, void *callback_ctx,
9085          *          u64 flags);
9086          * callback_fn(u32 index, void *callback_ctx);
9087          */
9088         callee->regs[BPF_REG_1].type = SCALAR_VALUE;
9089         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9090
9091         /* unused */
9092         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9093         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9094         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9095
9096         callee->in_callback_fn = true;
9097         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9098         return 0;
9099 }
9100
9101 static int set_timer_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9102                                     struct bpf_func_state *caller,
9103                                     struct bpf_func_state *callee,
9104                                     int insn_idx)
9105 {
9106         struct bpf_map *map_ptr = caller->regs[BPF_REG_1].map_ptr;
9107
9108         /* bpf_timer_set_callback(struct bpf_timer *timer, void *callback_fn);
9109          * callback_fn(struct bpf_map *map, void *key, void *value);
9110          */
9111         callee->regs[BPF_REG_1].type = CONST_PTR_TO_MAP;
9112         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_1]);
9113         callee->regs[BPF_REG_1].map_ptr = map_ptr;
9114
9115         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_MAP_KEY;
9116         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9117         callee->regs[BPF_REG_2].map_ptr = map_ptr;
9118
9119         callee->regs[BPF_REG_3].type = PTR_TO_MAP_VALUE;
9120         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_3]);
9121         callee->regs[BPF_REG_3].map_ptr = map_ptr;
9122
9123         /* unused */
9124         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9125         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9126         callee->in_async_callback_fn = true;
9127         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9128         return 0;
9129 }
9130
9131 static int set_find_vma_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9132                                        struct bpf_func_state *caller,
9133                                        struct bpf_func_state *callee,
9134                                        int insn_idx)
9135 {
9136         /* bpf_find_vma(struct task_struct *task, u64 addr,
9137          *               void *callback_fn, void *callback_ctx, u64 flags)
9138          * (callback_fn)(struct task_struct *task,
9139          *               struct vm_area_struct *vma, void *callback_ctx);
9140          */
9141         callee->regs[BPF_REG_1] = caller->regs[BPF_REG_1];
9142
9143         callee->regs[BPF_REG_2].type = PTR_TO_BTF_ID;
9144         __mark_reg_known_zero(&callee->regs[BPF_REG_2]);
9145         callee->regs[BPF_REG_2].btf =  btf_vmlinux;
9146         callee->regs[BPF_REG_2].btf_id = btf_tracing_ids[BTF_TRACING_TYPE_VMA],
9147
9148         /* pointer to stack or null */
9149         callee->regs[BPF_REG_3] = caller->regs[BPF_REG_4];
9150
9151         /* unused */
9152         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9153         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9154         callee->in_callback_fn = true;
9155         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9156         return 0;
9157 }
9158
9159 static int set_user_ringbuf_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9160                                            struct bpf_func_state *caller,
9161                                            struct bpf_func_state *callee,
9162                                            int insn_idx)
9163 {
9164         /* bpf_user_ringbuf_drain(struct bpf_map *map, void *callback_fn, void
9165          *                        callback_ctx, u64 flags);
9166          * callback_fn(const struct bpf_dynptr_t* dynptr, void *callback_ctx);
9167          */
9168         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_0]);
9169         mark_dynptr_cb_reg(env, &callee->regs[BPF_REG_1], BPF_DYNPTR_TYPE_LOCAL);
9170         callee->regs[BPF_REG_2] = caller->regs[BPF_REG_3];
9171
9172         /* unused */
9173         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9174         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9175         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9176
9177         callee->in_callback_fn = true;
9178         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9179         return 0;
9180 }
9181
9182 static int set_rbtree_add_callback_state(struct bpf_verifier_env *env,
9183                                          struct bpf_func_state *caller,
9184                                          struct bpf_func_state *callee,
9185                                          int insn_idx)
9186 {
9187         /* void bpf_rbtree_add_impl(struct bpf_rb_root *root, struct bpf_rb_node *node,
9188          *                     bool (less)(struct bpf_rb_node *a, const struct bpf_rb_node *b));
9189          *
9190          * 'struct bpf_rb_node *node' arg to bpf_rbtree_add_impl is the same PTR_TO_BTF_ID w/ offset
9191          * that 'less' callback args will be receiving. However, 'node' arg was release_reference'd
9192          * by this point, so look at 'root'
9193          */
9194         struct btf_field *field;
9195
9196         field = reg_find_field_offset(&caller->regs[BPF_REG_1], caller->regs[BPF_REG_1].off,
9197                                       BPF_RB_ROOT);
9198         if (!field || !field->graph_root.value_btf_id)
9199                 return -EFAULT;
9200
9201         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_1, &field->graph_root);
9202         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_1]);
9203         mark_reg_graph_node(callee->regs, BPF_REG_2, &field->graph_root);
9204         ref_set_non_owning(env, &callee->regs[BPF_REG_2]);
9205
9206         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_3]);
9207         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_4]);
9208         __mark_reg_not_init(env, &callee->regs[BPF_REG_5]);
9209         callee->in_callback_fn = true;
9210         callee->callback_ret_range = tnum_range(0, 1);
9211         return 0;
9212 }
9213
9214 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id);
9215
9216 /* Are we currently verifying the callback for a rbtree helper that must
9217  * be called with lock held? If so, no need to complain about unreleased
9218  * lock
9219  */
9220 static bool in_rbtree_lock_required_cb(struct bpf_verifier_env *env)
9221 {
9222         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9223         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
9224         struct bpf_func_state *callee;
9225         int kfunc_btf_id;
9226
9227         if (!state->curframe)
9228                 return false;
9229
9230         callee = state->frame[state->curframe];
9231
9232         if (!callee->in_callback_fn)
9233                 return false;
9234
9235         kfunc_btf_id = insn[callee->callsite].imm;
9236         return is_rbtree_lock_required_kfunc(kfunc_btf_id);
9237 }
9238
9239 static int prepare_func_exit(struct bpf_verifier_env *env, int *insn_idx)
9240 {
9241         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
9242         struct bpf_func_state *caller, *callee;
9243         struct bpf_reg_state *r0;
9244         int err;
9245
9246         callee = state->frame[state->curframe];
9247         r0 = &callee->regs[BPF_REG_0];
9248         if (r0->type == PTR_TO_STACK) {
9249                 /* technically it's ok to return caller's stack pointer
9250                  * (or caller's caller's pointer) back to the caller,
9251                  * since these pointers are valid. Only current stack
9252                  * pointer will be invalid as soon as function exits,
9253                  * but let's be conservative
9254                  */
9255                 verbose(env, "cannot return stack pointer to the caller\n");
9256                 return -EINVAL;
9257         }
9258
9259         caller = state->frame[state->curframe - 1];
9260         if (callee->in_callback_fn) {
9261                 /* enforce R0 return value range [0, 1]. */
9262                 struct tnum range = callee->callback_ret_range;
9263
9264                 if (r0->type != SCALAR_VALUE) {
9265                         verbose(env, "R0 not a scalar value\n");
9266                         return -EACCES;
9267                 }
9268
9269                 /* we are going to rely on register's precise value */
9270                 err = mark_reg_read(env, r0, r0->parent, REG_LIVE_READ64);
9271                 err = err ?: mark_chain_precision(env, BPF_REG_0);
9272                 if (err)
9273                         return err;
9274
9275                 if (!tnum_in(range, r0->var_off)) {
9276                         verbose_invalid_scalar(env, r0, &range, "callback return", "R0");
9277                         return -EINVAL;
9278                 }
9279         } else {
9280                 /* return to the caller whatever r0 had in the callee */
9281                 caller->regs[BPF_REG_0] = *r0;
9282         }
9283
9284         /* callback_fn frame should have released its own additions to parent's
9285          * reference state at this point, or check_reference_leak would
9286          * complain, hence it must be the same as the caller. There is no need
9287          * to copy it back.
9288          */
9289         if (!callee->in_callback_fn) {
9290                 /* Transfer references to the caller */
9291                 err = copy_reference_state(caller, callee);
9292                 if (err)
9293                         return err;
9294         }
9295
9296         *insn_idx = callee->callsite + 1;
9297         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
9298                 verbose(env, "returning from callee:\n");
9299                 print_verifier_state(env, callee, true);
9300                 verbose(env, "to caller at %d:\n", *insn_idx);
9301                 print_verifier_state(env, caller, true);
9302         }
9303         /* clear everything in the callee */
9304         free_func_state(callee);
9305         state->frame[state->curframe--] = NULL;
9306         return 0;
9307 }
9308
9309 static void do_refine_retval_range(struct bpf_reg_state *regs, int ret_type,
9310                                    int func_id,
9311                                    struct bpf_call_arg_meta *meta)
9312 {
9313         struct bpf_reg_state *ret_reg = &regs[BPF_REG_0];
9314
9315         if (ret_type != RET_INTEGER)
9316                 return;
9317
9318         switch (func_id) {
9319         case BPF_FUNC_get_stack:
9320         case BPF_FUNC_get_task_stack:
9321         case BPF_FUNC_probe_read_str:
9322         case BPF_FUNC_probe_read_kernel_str:
9323         case BPF_FUNC_probe_read_user_str:
9324                 ret_reg->smax_value = meta->msize_max_value;
9325                 ret_reg->s32_max_value = meta->msize_max_value;
9326                 ret_reg->smin_value = -MAX_ERRNO;
9327                 ret_reg->s32_min_value = -MAX_ERRNO;
9328                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9329                 break;
9330         case BPF_FUNC_get_smp_processor_id:
9331                 ret_reg->umax_value = nr_cpu_ids - 1;
9332                 ret_reg->u32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9333                 ret_reg->smax_value = nr_cpu_ids - 1;
9334                 ret_reg->s32_max_value = nr_cpu_ids - 1;
9335                 ret_reg->umin_value = 0;
9336                 ret_reg->u32_min_value = 0;
9337                 ret_reg->smin_value = 0;
9338                 ret_reg->s32_min_value = 0;
9339                 reg_bounds_sync(ret_reg);
9340                 break;
9341         }
9342 }
9343
9344 static int
9345 record_func_map(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9346                 int func_id, int insn_idx)
9347 {
9348         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9349         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9350
9351         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call &&
9352             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
9353             func_id != BPF_FUNC_map_update_elem &&
9354             func_id != BPF_FUNC_map_delete_elem &&
9355             func_id != BPF_FUNC_map_push_elem &&
9356             func_id != BPF_FUNC_map_pop_elem &&
9357             func_id != BPF_FUNC_map_peek_elem &&
9358             func_id != BPF_FUNC_for_each_map_elem &&
9359             func_id != BPF_FUNC_redirect_map &&
9360             func_id != BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)
9361                 return 0;
9362
9363         if (map == NULL) {
9364                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9365                 return -EINVAL;
9366         }
9367
9368         /* In case of read-only, some additional restrictions
9369          * need to be applied in order to prevent altering the
9370          * state of the map from program side.
9371          */
9372         if ((map->map_flags & BPF_F_RDONLY_PROG) &&
9373             (func_id == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
9374              func_id == BPF_FUNC_map_update_elem ||
9375              func_id == BPF_FUNC_map_push_elem ||
9376              func_id == BPF_FUNC_map_pop_elem)) {
9377                 verbose(env, "write into map forbidden\n");
9378                 return -EACCES;
9379         }
9380
9381         if (!BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state))
9382                 bpf_map_ptr_store(aux, meta->map_ptr,
9383                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9384         else if (BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state) != meta->map_ptr)
9385                 bpf_map_ptr_store(aux, BPF_MAP_PTR_POISON,
9386                                   !meta->map_ptr->bypass_spec_v1);
9387         return 0;
9388 }
9389
9390 static int
9391 record_func_key(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_call_arg_meta *meta,
9392                 int func_id, int insn_idx)
9393 {
9394         struct bpf_insn_aux_data *aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
9395         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg;
9396         struct bpf_map *map = meta->map_ptr;
9397         u64 val, max;
9398         int err;
9399
9400         if (func_id != BPF_FUNC_tail_call)
9401                 return 0;
9402         if (!map || map->map_type != BPF_MAP_TYPE_PROG_ARRAY) {
9403                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9404                 return -EINVAL;
9405         }
9406
9407         reg = &regs[BPF_REG_3];
9408         val = reg->var_off.value;
9409         max = map->max_entries;
9410
9411         if (!(register_is_const(reg) && val < max)) {
9412                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9413                 return 0;
9414         }
9415
9416         err = mark_chain_precision(env, BPF_REG_3);
9417         if (err)
9418                 return err;
9419         if (bpf_map_key_unseen(aux))
9420                 bpf_map_key_store(aux, val);
9421         else if (!bpf_map_key_poisoned(aux) &&
9422                   bpf_map_key_immediate(aux) != val)
9423                 bpf_map_key_store(aux, BPF_MAP_KEY_POISON);
9424         return 0;
9425 }
9426
9427 static int check_reference_leak(struct bpf_verifier_env *env)
9428 {
9429         struct bpf_func_state *state = cur_func(env);
9430         bool refs_lingering = false;
9431         int i;
9432
9433         if (state->frameno && !state->in_callback_fn)
9434                 return 0;
9435
9436         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
9437                 if (state->in_callback_fn && state->refs[i].callback_ref != state->frameno)
9438                         continue;
9439                 verbose(env, "Unreleased reference id=%d alloc_insn=%d\n",
9440                         state->refs[i].id, state->refs[i].insn_idx);
9441                 refs_lingering = true;
9442         }
9443         return refs_lingering ? -EINVAL : 0;
9444 }
9445
9446 static int check_bpf_snprintf_call(struct bpf_verifier_env *env,
9447                                    struct bpf_reg_state *regs)
9448 {
9449         struct bpf_reg_state *fmt_reg = &regs[BPF_REG_3];
9450         struct bpf_reg_state *data_len_reg = &regs[BPF_REG_5];
9451         struct bpf_map *fmt_map = fmt_reg->map_ptr;
9452         struct bpf_bprintf_data data = {};
9453         int err, fmt_map_off, num_args;
9454         u64 fmt_addr;
9455         char *fmt;
9456
9457         /* data must be an array of u64 */
9458         if (data_len_reg->var_off.value % 8)
9459                 return -EINVAL;
9460         num_args = data_len_reg->var_off.value / 8;
9461
9462         /* fmt being ARG_PTR_TO_CONST_STR guarantees that var_off is const
9463          * and map_direct_value_addr is set.
9464          */
9465         fmt_map_off = fmt_reg->off + fmt_reg->var_off.value;
9466         err = fmt_map->ops->map_direct_value_addr(fmt_map, &fmt_addr,
9467                                                   fmt_map_off);
9468         if (err) {
9469                 verbose(env, "verifier bug\n");
9470                 return -EFAULT;
9471         }
9472         fmt = (char *)(long)fmt_addr + fmt_map_off;
9473
9474         /* We are also guaranteed that fmt+fmt_map_off is NULL terminated, we
9475          * can focus on validating the format specifiers.
9476          */
9477         err = bpf_bprintf_prepare(fmt, UINT_MAX, NULL, num_args, &data);
9478         if (err < 0)
9479                 verbose(env, "Invalid format string\n");
9480
9481         return err;
9482 }
9483
9484 static int check_get_func_ip(struct bpf_verifier_env *env)
9485 {
9486         enum bpf_prog_type type = resolve_prog_type(env->prog);
9487         int func_id = BPF_FUNC_get_func_ip;
9488
9489         if (type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
9490                 if (!bpf_prog_has_trampoline(env->prog)) {
9491                         verbose(env, "func %s#%d supported only for fentry/fexit/fmod_ret programs\n",
9492                                 func_id_name(func_id), func_id);
9493                         return -ENOTSUPP;
9494                 }
9495                 return 0;
9496         } else if (type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE) {
9497                 return 0;
9498         }
9499
9500         verbose(env, "func %s#%d not supported for program type %d\n",
9501                 func_id_name(func_id), func_id, type);
9502         return -ENOTSUPP;
9503 }
9504
9505 static struct bpf_insn_aux_data *cur_aux(struct bpf_verifier_env *env)
9506 {
9507         return &env->insn_aux_data[env->insn_idx];
9508 }
9509
9510 static bool loop_flag_is_zero(struct bpf_verifier_env *env)
9511 {
9512         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
9513         struct bpf_reg_state *reg = &regs[BPF_REG_4];
9514         bool reg_is_null = register_is_null(reg);
9515
9516         if (reg_is_null)
9517                 mark_chain_precision(env, BPF_REG_4);
9518
9519         return reg_is_null;
9520 }
9521
9522 static void update_loop_inline_state(struct bpf_verifier_env *env, u32 subprogno)
9523 {
9524         struct bpf_loop_inline_state *state = &cur_aux(env)->loop_inline_state;
9525
9526         if (!state->initialized) {
9527                 state->initialized = 1;
9528                 state->fit_for_inline = loop_flag_is_zero(env);
9529                 state->callback_subprogno = subprogno;
9530                 return;
9531         }
9532
9533         if (!state->fit_for_inline)
9534                 return;
9535
9536         state->fit_for_inline = (loop_flag_is_zero(env) &&
9537                                  state->callback_subprogno == subprogno);
9538 }
9539
9540 static int check_helper_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
9541                              int *insn_idx_p)
9542 {
9543         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
9544         const struct bpf_func_proto *fn = NULL;
9545         enum bpf_return_type ret_type;
9546         enum bpf_type_flag ret_flag;
9547         struct bpf_reg_state *regs;
9548         struct bpf_call_arg_meta meta;
9549         int insn_idx = *insn_idx_p;
9550         bool changes_data;
9551         int i, err, func_id;
9552
9553         /* find function prototype */
9554         func_id = insn->imm;
9555         if (func_id < 0 || func_id >= __BPF_FUNC_MAX_ID) {
9556                 verbose(env, "invalid func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9557                         func_id);
9558                 return -EINVAL;
9559         }
9560
9561         if (env->ops->get_func_proto)
9562                 fn = env->ops->get_func_proto(func_id, env->prog);
9563         if (!fn) {
9564                 verbose(env, "unknown func %s#%d\n", func_id_name(func_id),
9565                         func_id);
9566                 return -EINVAL;
9567         }
9568
9569         /* eBPF programs must be GPL compatible to use GPL-ed functions */
9570         if (!env->prog->gpl_compatible && fn->gpl_only) {
9571                 verbose(env, "cannot call GPL-restricted function from non-GPL compatible program\n");
9572                 return -EINVAL;
9573         }
9574
9575         if (fn->allowed && !fn->allowed(env->prog)) {
9576                 verbose(env, "helper call is not allowed in probe\n");
9577                 return -EINVAL;
9578         }
9579
9580         if (!env->prog->aux->sleepable && fn->might_sleep) {
9581                 verbose(env, "helper call might sleep in a non-sleepable prog\n");
9582                 return -EINVAL;
9583         }
9584
9585         /* With LD_ABS/IND some JITs save/restore skb from r1. */
9586         changes_data = bpf_helper_changes_pkt_data(fn->func);
9587         if (changes_data && fn->arg1_type != ARG_PTR_TO_CTX) {
9588                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d: r1 != ctx\n",
9589                         func_id_name(func_id), func_id);
9590                 return -EINVAL;
9591         }
9592
9593         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
9594         meta.pkt_access = fn->pkt_access;
9595
9596         err = check_func_proto(fn, func_id);
9597         if (err) {
9598                 verbose(env, "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
9599                         func_id_name(func_id), func_id);
9600                 return err;
9601         }
9602
9603         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
9604                 if (fn->might_sleep) {
9605                         verbose(env, "sleepable helper %s#%d in rcu_read_lock region\n",
9606                                 func_id_name(func_id), func_id);
9607                         return -EINVAL;
9608                 }
9609
9610                 if (env->prog->aux->sleepable && is_storage_get_function(func_id))
9611                         env->insn_aux_data[insn_idx].storage_get_func_atomic = true;
9612         }
9613
9614         meta.func_id = func_id;
9615         /* check args */
9616         for (i = 0; i < MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS; i++) {
9617                 err = check_func_arg(env, i, &meta, fn, insn_idx);
9618                 if (err)
9619                         return err;
9620         }
9621
9622         err = record_func_map(env, &meta, func_id, insn_idx);
9623         if (err)
9624                 return err;
9625
9626         err = record_func_key(env, &meta, func_id, insn_idx);
9627         if (err)
9628                 return err;
9629
9630         /* Mark slots with STACK_MISC in case of raw mode, stack offset
9631          * is inferred from register state.
9632          */
9633         for (i = 0; i < meta.access_size; i++) {
9634                 err = check_mem_access(env, insn_idx, meta.regno, i, BPF_B,
9635                                        BPF_WRITE, -1, false, false);
9636                 if (err)
9637                         return err;
9638         }
9639
9640         regs = cur_regs(env);
9641
9642         if (meta.release_regno) {
9643                 err = -EINVAL;
9644                 /* This can only be set for PTR_TO_STACK, as CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot
9645                  * be released by any dynptr helper. Hence, unmark_stack_slots_dynptr
9646                  * is safe to do directly.
9647                  */
9648                 if (arg_type_is_dynptr(fn->arg_type[meta.release_regno - BPF_REG_1])) {
9649                         if (regs[meta.release_regno].type == CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
9650                                 verbose(env, "verifier internal error: CONST_PTR_TO_DYNPTR cannot be released\n");
9651                                 return -EFAULT;
9652                         }
9653                         err = unmark_stack_slots_dynptr(env, &regs[meta.release_regno]);
9654                 } else if (meta.ref_obj_id) {
9655                         err = release_reference(env, meta.ref_obj_id);
9656                 } else if (register_is_null(&regs[meta.release_regno])) {
9657                         /* meta.ref_obj_id can only be 0 if register that is meant to be
9658                          * released is NULL, which must be > R0.
9659                          */
9660                         err = 0;
9661                 }
9662                 if (err) {
9663                         verbose(env, "func %s#%d reference has not been acquired before\n",
9664                                 func_id_name(func_id), func_id);
9665                         return err;
9666                 }
9667         }
9668
9669         switch (func_id) {
9670         case BPF_FUNC_tail_call:
9671                 err = check_reference_leak(env);
9672                 if (err) {
9673                         verbose(env, "tail_call would lead to reference leak\n");
9674                         return err;
9675                 }
9676                 break;
9677         case BPF_FUNC_get_local_storage:
9678                 /* check that flags argument in get_local_storage(map, flags) is 0,
9679                  * this is required because get_local_storage() can't return an error.
9680                  */
9681                 if (!register_is_null(&regs[BPF_REG_2])) {
9682                         verbose(env, "get_local_storage() doesn't support non-zero flags\n");
9683                         return -EINVAL;
9684                 }
9685                 break;
9686         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
9687                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9688                                         set_map_elem_callback_state);
9689                 break;
9690         case BPF_FUNC_timer_set_callback:
9691                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9692                                         set_timer_callback_state);
9693                 break;
9694         case BPF_FUNC_find_vma:
9695                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9696                                         set_find_vma_callback_state);
9697                 break;
9698         case BPF_FUNC_snprintf:
9699                 err = check_bpf_snprintf_call(env, regs);
9700                 break;
9701         case BPF_FUNC_loop:
9702                 update_loop_inline_state(env, meta.subprogno);
9703                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9704                                         set_loop_callback_state);
9705                 break;
9706         case BPF_FUNC_dynptr_from_mem:
9707                 if (regs[BPF_REG_1].type != PTR_TO_MAP_VALUE) {
9708                         verbose(env, "Unsupported reg type %s for bpf_dynptr_from_mem data\n",
9709                                 reg_type_str(env, regs[BPF_REG_1].type));
9710                         return -EACCES;
9711                 }
9712                 break;
9713         case BPF_FUNC_set_retval:
9714                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
9715                     env->prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP) {
9716                         if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
9717                                 /* Make sure programs that attach to void
9718                                  * hooks don't try to modify return value.
9719                                  */
9720                                 verbose(env, "BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
9721                                 return -EINVAL;
9722                         }
9723                 }
9724                 break;
9725         case BPF_FUNC_dynptr_data:
9726         {
9727                 struct bpf_reg_state *reg;
9728                 int id, ref_obj_id;
9729
9730                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9731                 if (!reg)
9732                         return -EFAULT;
9733
9734
9735                 if (meta.dynptr_id) {
9736                         verbose(env, "verifier internal error: meta.dynptr_id already set\n");
9737                         return -EFAULT;
9738                 }
9739                 if (meta.ref_obj_id) {
9740                         verbose(env, "verifier internal error: meta.ref_obj_id already set\n");
9741                         return -EFAULT;
9742                 }
9743
9744                 id = dynptr_id(env, reg);
9745                 if (id < 0) {
9746                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
9747                         return id;
9748                 }
9749
9750                 ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
9751                 if (ref_obj_id < 0) {
9752                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr ref_obj_id\n");
9753                         return ref_obj_id;
9754                 }
9755
9756                 meta.dynptr_id = id;
9757                 meta.ref_obj_id = ref_obj_id;
9758
9759                 break;
9760         }
9761         case BPF_FUNC_dynptr_write:
9762         {
9763                 enum bpf_dynptr_type dynptr_type;
9764                 struct bpf_reg_state *reg;
9765
9766                 reg = get_dynptr_arg_reg(env, fn, regs);
9767                 if (!reg)
9768                         return -EFAULT;
9769
9770                 dynptr_type = dynptr_get_type(env, reg);
9771                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID)
9772                         return -EFAULT;
9773
9774                 if (dynptr_type == BPF_DYNPTR_TYPE_SKB)
9775                         /* this will trigger clear_all_pkt_pointers(), which will
9776                          * invalidate all dynptr slices associated with the skb
9777                          */
9778                         changes_data = true;
9779
9780                 break;
9781         }
9782         case BPF_FUNC_user_ringbuf_drain:
9783                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
9784                                         set_user_ringbuf_callback_state);
9785                 break;
9786         }
9787
9788         if (err)
9789                 return err;
9790
9791         /* reset caller saved regs */
9792         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
9793                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
9794                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
9795         }
9796
9797         /* helper call returns 64-bit value. */
9798         regs[BPF_REG_0].subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
9799
9800         /* update return register (already marked as written above) */
9801         ret_type = fn->ret_type;
9802         ret_flag = type_flag(ret_type);
9803
9804         switch (base_type(ret_type)) {
9805         case RET_INTEGER:
9806                 /* sets type to SCALAR_VALUE */
9807                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
9808                 break;
9809         case RET_VOID:
9810                 regs[BPF_REG_0].type = NOT_INIT;
9811                 break;
9812         case RET_PTR_TO_MAP_VALUE:
9813                 /* There is no offset yet applied, variable or fixed */
9814                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9815                 /* remember map_ptr, so that check_map_access()
9816                  * can check 'value_size' boundary of memory access
9817                  * to map element returned from bpf_map_lookup_elem()
9818                  */
9819                 if (meta.map_ptr == NULL) {
9820                         verbose(env,
9821                                 "kernel subsystem misconfigured verifier\n");
9822                         return -EINVAL;
9823                 }
9824                 regs[BPF_REG_0].map_ptr = meta.map_ptr;
9825                 regs[BPF_REG_0].map_uid = meta.map_uid;
9826                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MAP_VALUE | ret_flag;
9827                 if (!type_may_be_null(ret_type) &&
9828                     btf_record_has_field(meta.map_ptr->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
9829                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9830                 }
9831                 break;
9832         case RET_PTR_TO_SOCKET:
9833                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9834                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCKET | ret_flag;
9835                 break;
9836         case RET_PTR_TO_SOCK_COMMON:
9837                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9838                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_SOCK_COMMON | ret_flag;
9839                 break;
9840         case RET_PTR_TO_TCP_SOCK:
9841                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9842                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_TCP_SOCK | ret_flag;
9843                 break;
9844         case RET_PTR_TO_MEM:
9845                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9846                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9847                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.mem_size;
9848                 break;
9849         case RET_PTR_TO_MEM_OR_BTF_ID:
9850         {
9851                 const struct btf_type *t;
9852
9853                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9854                 t = btf_type_skip_modifiers(meta.ret_btf, meta.ret_btf_id, NULL);
9855                 if (!btf_type_is_struct(t)) {
9856                         u32 tsize;
9857                         const struct btf_type *ret;
9858                         const char *tname;
9859
9860                         /* resolve the type size of ksym. */
9861                         ret = btf_resolve_size(meta.ret_btf, t, &tsize);
9862                         if (IS_ERR(ret)) {
9863                                 tname = btf_name_by_offset(meta.ret_btf, t->name_off);
9864                                 verbose(env, "unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
9865                                         tname, PTR_ERR(ret));
9866                                 return -EINVAL;
9867                         }
9868                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | ret_flag;
9869                         regs[BPF_REG_0].mem_size = tsize;
9870                 } else {
9871                         /* MEM_RDONLY may be carried from ret_flag, but it
9872                          * doesn't apply on PTR_TO_BTF_ID. Fold it, otherwise
9873                          * it will confuse the check of PTR_TO_BTF_ID in
9874                          * check_mem_access().
9875                          */
9876                         ret_flag &= ~MEM_RDONLY;
9877
9878                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9879                         regs[BPF_REG_0].btf = meta.ret_btf;
9880                         regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
9881                 }
9882                 break;
9883         }
9884         case RET_PTR_TO_BTF_ID:
9885         {
9886                 struct btf *ret_btf;
9887                 int ret_btf_id;
9888
9889                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
9890                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | ret_flag;
9891                 if (func_id == BPF_FUNC_kptr_xchg) {
9892                         ret_btf = meta.kptr_field->kptr.btf;
9893                         ret_btf_id = meta.kptr_field->kptr.btf_id;
9894                         if (!btf_is_kernel(ret_btf))
9895                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_ALLOC;
9896                 } else {
9897                         if (fn->ret_btf_id == BPF_PTR_POISON) {
9898                                 verbose(env, "verifier internal error:");
9899                                 verbose(env, "func %s has non-overwritten BPF_PTR_POISON return type\n",
9900                                         func_id_name(func_id));
9901                                 return -EINVAL;
9902                         }
9903                         ret_btf = btf_vmlinux;
9904                         ret_btf_id = *fn->ret_btf_id;
9905                 }
9906                 if (ret_btf_id == 0) {
9907                         verbose(env, "invalid return type %u of func %s#%d\n",
9908                                 base_type(ret_type), func_id_name(func_id),
9909                                 func_id);
9910                         return -EINVAL;
9911                 }
9912                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
9913                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
9914                 break;
9915         }
9916         default:
9917                 verbose(env, "unknown return type %u of func %s#%d\n",
9918                         base_type(ret_type), func_id_name(func_id), func_id);
9919                 return -EINVAL;
9920         }
9921
9922         if (type_may_be_null(regs[BPF_REG_0].type))
9923                 regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
9924
9925         if (helper_multiple_ref_obj_use(func_id, meta.map_ptr)) {
9926                 verbose(env, "verifier internal error: func %s#%d sets ref_obj_id more than once\n",
9927                         func_id_name(func_id), func_id);
9928                 return -EFAULT;
9929         }
9930
9931         if (is_dynptr_ref_function(func_id))
9932                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.dynptr_id;
9933
9934         if (is_ptr_cast_function(func_id) || is_dynptr_ref_function(func_id)) {
9935                 /* For release_reference() */
9936                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
9937         } else if (is_acquire_function(func_id, meta.map_ptr)) {
9938                 int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
9939
9940                 if (id < 0)
9941                         return id;
9942                 /* For mark_ptr_or_null_reg() */
9943                 regs[BPF_REG_0].id = id;
9944                 /* For release_reference() */
9945                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
9946         }
9947
9948         do_refine_retval_range(regs, fn->ret_type, func_id, &meta);
9949
9950         err = check_map_func_compatibility(env, meta.map_ptr, func_id);
9951         if (err)
9952                 return err;
9953
9954         if ((func_id == BPF_FUNC_get_stack ||
9955              func_id == BPF_FUNC_get_task_stack) &&
9956             !env->prog->has_callchain_buf) {
9957                 const char *err_str;
9958
9959 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
9960                 err = get_callchain_buffers(sysctl_perf_event_max_stack);
9961                 err_str = "cannot get callchain buffer for func %s#%d\n";
9962 #else
9963                 err = -ENOTSUPP;
9964                 err_str = "func %s#%d not supported without CONFIG_PERF_EVENTS\n";
9965 #endif
9966                 if (err) {
9967                         verbose(env, err_str, func_id_name(func_id), func_id);
9968                         return err;
9969                 }
9970
9971                 env->prog->has_callchain_buf = true;
9972         }
9973
9974         if (func_id == BPF_FUNC_get_stackid || func_id == BPF_FUNC_get_stack)
9975                 env->prog->call_get_stack = true;
9976
9977         if (func_id == BPF_FUNC_get_func_ip) {
9978                 if (check_get_func_ip(env))
9979                         return -ENOTSUPP;
9980                 env->prog->call_get_func_ip = true;
9981         }
9982
9983         if (changes_data)
9984                 clear_all_pkt_pointers(env);
9985         return 0;
9986 }
9987
9988 /* mark_btf_func_reg_size() is used when the reg size is determined by
9989  * the BTF func_proto's return value size and argument.
9990  */
9991 static void mark_btf_func_reg_size(struct bpf_verifier_env *env, u32 regno,
9992                                    size_t reg_size)
9993 {
9994         struct bpf_reg_state *reg = &cur_regs(env)[regno];
9995
9996         if (regno == BPF_REG_0) {
9997                 /* Function return value */
9998                 reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
9999                 reg->subreg_def = reg_size == sizeof(u64) ?
10000                         DEF_NOT_SUBREG : env->insn_idx + 1;
10001         } else {
10002                 /* Function argument */
10003                 if (reg_size == sizeof(u64)) {
10004                         mark_insn_zext(env, reg);
10005                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ64);
10006                 } else {
10007                         mark_reg_read(env, reg, reg->parent, REG_LIVE_READ32);
10008                 }
10009         }
10010 }
10011
10012 static bool is_kfunc_acquire(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10013 {
10014         return meta->kfunc_flags & KF_ACQUIRE;
10015 }
10016
10017 static bool is_kfunc_release(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10018 {
10019         return meta->kfunc_flags & KF_RELEASE;
10020 }
10021
10022 static bool is_kfunc_trusted_args(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10023 {
10024         return (meta->kfunc_flags & KF_TRUSTED_ARGS) || is_kfunc_release(meta);
10025 }
10026
10027 static bool is_kfunc_sleepable(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10028 {
10029         return meta->kfunc_flags & KF_SLEEPABLE;
10030 }
10031
10032 static bool is_kfunc_destructive(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10033 {
10034         return meta->kfunc_flags & KF_DESTRUCTIVE;
10035 }
10036
10037 static bool is_kfunc_rcu(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10038 {
10039         return meta->kfunc_flags & KF_RCU;
10040 }
10041
10042 static bool __kfunc_param_match_suffix(const struct btf *btf,
10043                                        const struct btf_param *arg,
10044                                        const char *suffix)
10045 {
10046         int suffix_len = strlen(suffix), len;
10047         const char *param_name;
10048
10049         /* In the future, this can be ported to use BTF tagging */
10050         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10051         if (str_is_empty(param_name))
10052                 return false;
10053         len = strlen(param_name);
10054         if (len < suffix_len)
10055                 return false;
10056         param_name += len - suffix_len;
10057         return !strncmp(param_name, suffix, suffix_len);
10058 }
10059
10060 static bool is_kfunc_arg_mem_size(const struct btf *btf,
10061                                   const struct btf_param *arg,
10062                                   const struct bpf_reg_state *reg)
10063 {
10064         const struct btf_type *t;
10065
10066         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10067         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10068                 return false;
10069
10070         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__sz");
10071 }
10072
10073 static bool is_kfunc_arg_const_mem_size(const struct btf *btf,
10074                                         const struct btf_param *arg,
10075                                         const struct bpf_reg_state *reg)
10076 {
10077         const struct btf_type *t;
10078
10079         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10080         if (!btf_type_is_scalar(t) || reg->type != SCALAR_VALUE)
10081                 return false;
10082
10083         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__szk");
10084 }
10085
10086 static bool is_kfunc_arg_optional(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10087 {
10088         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__opt");
10089 }
10090
10091 static bool is_kfunc_arg_constant(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10092 {
10093         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__k");
10094 }
10095
10096 static bool is_kfunc_arg_ignore(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10097 {
10098         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__ign");
10099 }
10100
10101 static bool is_kfunc_arg_alloc_obj(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10102 {
10103         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__alloc");
10104 }
10105
10106 static bool is_kfunc_arg_uninit(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10107 {
10108         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__uninit");
10109 }
10110
10111 static bool is_kfunc_arg_refcounted_kptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10112 {
10113         return __kfunc_param_match_suffix(btf, arg, "__refcounted_kptr");
10114 }
10115
10116 static bool is_kfunc_arg_scalar_with_name(const struct btf *btf,
10117                                           const struct btf_param *arg,
10118                                           const char *name)
10119 {
10120         int len, target_len = strlen(name);
10121         const char *param_name;
10122
10123         param_name = btf_name_by_offset(btf, arg->name_off);
10124         if (str_is_empty(param_name))
10125                 return false;
10126         len = strlen(param_name);
10127         if (len != target_len)
10128                 return false;
10129         if (strcmp(param_name, name))
10130                 return false;
10131
10132         return true;
10133 }
10134
10135 enum {
10136         KF_ARG_DYNPTR_ID,
10137         KF_ARG_LIST_HEAD_ID,
10138         KF_ARG_LIST_NODE_ID,
10139         KF_ARG_RB_ROOT_ID,
10140         KF_ARG_RB_NODE_ID,
10141 };
10142
10143 BTF_ID_LIST(kf_arg_btf_ids)
10144 BTF_ID(struct, bpf_dynptr_kern)
10145 BTF_ID(struct, bpf_list_head)
10146 BTF_ID(struct, bpf_list_node)
10147 BTF_ID(struct, bpf_rb_root)
10148 BTF_ID(struct, bpf_rb_node)
10149
10150 static bool __is_kfunc_ptr_arg_type(const struct btf *btf,
10151                                     const struct btf_param *arg, int type)
10152 {
10153         const struct btf_type *t;
10154         u32 res_id;
10155
10156         t = btf_type_skip_modifiers(btf, arg->type, NULL);
10157         if (!t)
10158                 return false;
10159         if (!btf_type_is_ptr(t))
10160                 return false;
10161         t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &res_id);
10162         if (!t)
10163                 return false;
10164         return btf_types_are_same(btf, res_id, btf_vmlinux, kf_arg_btf_ids[type]);
10165 }
10166
10167 static bool is_kfunc_arg_dynptr(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10168 {
10169         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_DYNPTR_ID);
10170 }
10171
10172 static bool is_kfunc_arg_list_head(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10173 {
10174         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_HEAD_ID);
10175 }
10176
10177 static bool is_kfunc_arg_list_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10178 {
10179         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_LIST_NODE_ID);
10180 }
10181
10182 static bool is_kfunc_arg_rbtree_root(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10183 {
10184         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_ROOT_ID);
10185 }
10186
10187 static bool is_kfunc_arg_rbtree_node(const struct btf *btf, const struct btf_param *arg)
10188 {
10189         return __is_kfunc_ptr_arg_type(btf, arg, KF_ARG_RB_NODE_ID);
10190 }
10191
10192 static bool is_kfunc_arg_callback(struct bpf_verifier_env *env, const struct btf *btf,
10193                                   const struct btf_param *arg)
10194 {
10195         const struct btf_type *t;
10196
10197         t = btf_type_resolve_func_ptr(btf, arg->type, NULL);
10198         if (!t)
10199                 return false;
10200
10201         return true;
10202 }
10203
10204 /* Returns true if struct is composed of scalars, 4 levels of nesting allowed */
10205 static bool __btf_type_is_scalar_struct(struct bpf_verifier_env *env,
10206                                         const struct btf *btf,
10207                                         const struct btf_type *t, int rec)
10208 {
10209         const struct btf_type *member_type;
10210         const struct btf_member *member;
10211         u32 i;
10212
10213         if (!btf_type_is_struct(t))
10214                 return false;
10215
10216         for_each_member(i, t, member) {
10217                 const struct btf_array *array;
10218
10219                 member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, member->type, NULL);
10220                 if (btf_type_is_struct(member_type)) {
10221                         if (rec >= 3) {
10222                                 verbose(env, "max struct nesting depth exceeded\n");
10223                                 return false;
10224                         }
10225                         if (!__btf_type_is_scalar_struct(env, btf, member_type, rec + 1))
10226                                 return false;
10227                         continue;
10228                 }
10229                 if (btf_type_is_array(member_type)) {
10230                         array = btf_array(member_type);
10231                         if (!array->nelems)
10232                                 return false;
10233                         member_type = btf_type_skip_modifiers(btf, array->type, NULL);
10234                         if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10235                                 return false;
10236                         continue;
10237                 }
10238                 if (!btf_type_is_scalar(member_type))
10239                         return false;
10240         }
10241         return true;
10242 }
10243
10244 enum kfunc_ptr_arg_type {
10245         KF_ARG_PTR_TO_CTX,
10246         KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID,    /* Allocated object */
10247         KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR, /* Refcounted local kptr */
10248         KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR,
10249         KF_ARG_PTR_TO_ITER,
10250         KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD,
10251         KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE,
10252         KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID,          /* Also covers reg2btf_ids conversions */
10253         KF_ARG_PTR_TO_MEM,
10254         KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE,        /* Size derived from next argument, skip it */
10255         KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK,
10256         KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT,
10257         KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE,
10258 };
10259
10260 enum special_kfunc_type {
10261         KF_bpf_obj_new_impl,
10262         KF_bpf_obj_drop_impl,
10263         KF_bpf_refcount_acquire_impl,
10264         KF_bpf_list_push_front_impl,
10265         KF_bpf_list_push_back_impl,
10266         KF_bpf_list_pop_front,
10267         KF_bpf_list_pop_back,
10268         KF_bpf_cast_to_kern_ctx,
10269         KF_bpf_rdonly_cast,
10270         KF_bpf_rcu_read_lock,
10271         KF_bpf_rcu_read_unlock,
10272         KF_bpf_rbtree_remove,
10273         KF_bpf_rbtree_add_impl,
10274         KF_bpf_rbtree_first,
10275         KF_bpf_dynptr_from_skb,
10276         KF_bpf_dynptr_from_xdp,
10277         KF_bpf_dynptr_slice,
10278         KF_bpf_dynptr_slice_rdwr,
10279         KF_bpf_dynptr_clone,
10280 };
10281
10282 BTF_SET_START(special_kfunc_set)
10283 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10284 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10285 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10286 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10287 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10288 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10289 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10290 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10291 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10292 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10293 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10294 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10295 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10296 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10297 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10298 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10299 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10300 BTF_SET_END(special_kfunc_set)
10301
10302 BTF_ID_LIST(special_kfunc_list)
10303 BTF_ID(func, bpf_obj_new_impl)
10304 BTF_ID(func, bpf_obj_drop_impl)
10305 BTF_ID(func, bpf_refcount_acquire_impl)
10306 BTF_ID(func, bpf_list_push_front_impl)
10307 BTF_ID(func, bpf_list_push_back_impl)
10308 BTF_ID(func, bpf_list_pop_front)
10309 BTF_ID(func, bpf_list_pop_back)
10310 BTF_ID(func, bpf_cast_to_kern_ctx)
10311 BTF_ID(func, bpf_rdonly_cast)
10312 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_lock)
10313 BTF_ID(func, bpf_rcu_read_unlock)
10314 BTF_ID(func, bpf_rbtree_remove)
10315 BTF_ID(func, bpf_rbtree_add_impl)
10316 BTF_ID(func, bpf_rbtree_first)
10317 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_skb)
10318 BTF_ID(func, bpf_dynptr_from_xdp)
10319 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice)
10320 BTF_ID(func, bpf_dynptr_slice_rdwr)
10321 BTF_ID(func, bpf_dynptr_clone)
10322
10323 static bool is_kfunc_ret_null(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10324 {
10325         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
10326             meta->arg_owning_ref) {
10327                 return false;
10328         }
10329
10330         return meta->kfunc_flags & KF_RET_NULL;
10331 }
10332
10333 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10334 {
10335         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_lock];
10336 }
10337
10338 static bool is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10339 {
10340         return meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rcu_read_unlock];
10341 }
10342
10343 static enum kfunc_ptr_arg_type
10344 get_kfunc_ptr_arg_type(struct bpf_verifier_env *env,
10345                        struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10346                        const struct btf_type *t, const struct btf_type *ref_t,
10347                        const char *ref_tname, const struct btf_param *args,
10348                        int argno, int nargs)
10349 {
10350         u32 regno = argno + 1;
10351         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
10352         struct bpf_reg_state *reg = &regs[regno];
10353         bool arg_mem_size = false;
10354
10355         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx])
10356                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10357
10358         /* In this function, we verify the kfunc's BTF as per the argument type,
10359          * leaving the rest of the verification with respect to the register
10360          * type to our caller. When a set of conditions hold in the BTF type of
10361          * arguments, we resolve it to a known kfunc_ptr_arg_type.
10362          */
10363         if (btf_get_prog_ctx_type(&env->log, meta->btf, t, resolve_prog_type(env->prog), argno))
10364                 return KF_ARG_PTR_TO_CTX;
10365
10366         if (is_kfunc_arg_alloc_obj(meta->btf, &args[argno]))
10367                 return KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID;
10368
10369         if (is_kfunc_arg_refcounted_kptr(meta->btf, &args[argno]))
10370                 return KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR;
10371
10372         if (is_kfunc_arg_dynptr(meta->btf, &args[argno]))
10373                 return KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR;
10374
10375         if (is_kfunc_arg_iter(meta, argno))
10376                 return KF_ARG_PTR_TO_ITER;
10377
10378         if (is_kfunc_arg_list_head(meta->btf, &args[argno]))
10379                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD;
10380
10381         if (is_kfunc_arg_list_node(meta->btf, &args[argno]))
10382                 return KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE;
10383
10384         if (is_kfunc_arg_rbtree_root(meta->btf, &args[argno]))
10385                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT;
10386
10387         if (is_kfunc_arg_rbtree_node(meta->btf, &args[argno]))
10388                 return KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE;
10389
10390         if ((base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID || reg2btf_ids[base_type(reg->type)])) {
10391                 if (!btf_type_is_struct(ref_t)) {
10392                         verbose(env, "kernel function %s args#%d pointer type %s %s is not supported\n",
10393                                 meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname);
10394                         return -EINVAL;
10395                 }
10396                 return KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID;
10397         }
10398
10399         if (is_kfunc_arg_callback(env, meta->btf, &args[argno]))
10400                 return KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK;
10401
10402
10403         if (argno + 1 < nargs &&
10404             (is_kfunc_arg_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1]) ||
10405              is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, &args[argno + 1], &regs[regno + 1])))
10406                 arg_mem_size = true;
10407
10408         /* This is the catch all argument type of register types supported by
10409          * check_helper_mem_access. However, we only allow when argument type is
10410          * pointer to scalar, or struct composed (recursively) of scalars. When
10411          * arg_mem_size is true, the pointer can be void *.
10412          */
10413         if (!btf_type_is_scalar(ref_t) && !__btf_type_is_scalar_struct(env, meta->btf, ref_t, 0) &&
10414             (arg_mem_size ? !btf_type_is_void(ref_t) : 1)) {
10415                 verbose(env, "arg#%d pointer type %s %s must point to %sscalar, or struct with scalar\n",
10416                         argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, arg_mem_size ? "void, " : "");
10417                 return -EINVAL;
10418         }
10419         return arg_mem_size ? KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE : KF_ARG_PTR_TO_MEM;
10420 }
10421
10422 static int process_kf_arg_ptr_to_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
10423                                         struct bpf_reg_state *reg,
10424                                         const struct btf_type *ref_t,
10425                                         const char *ref_tname, u32 ref_id,
10426                                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10427                                         int argno)
10428 {
10429         const struct btf_type *reg_ref_t;
10430         bool strict_type_match = false;
10431         const struct btf *reg_btf;
10432         const char *reg_ref_tname;
10433         u32 reg_ref_id;
10434
10435         if (base_type(reg->type) == PTR_TO_BTF_ID) {
10436                 reg_btf = reg->btf;
10437                 reg_ref_id = reg->btf_id;
10438         } else {
10439                 reg_btf = btf_vmlinux;
10440                 reg_ref_id = *reg2btf_ids[base_type(reg->type)];
10441         }
10442
10443         /* Enforce strict type matching for calls to kfuncs that are acquiring
10444          * or releasing a reference, or are no-cast aliases. We do _not_
10445          * enforce strict matching for plain KF_TRUSTED_ARGS kfuncs by default,
10446          * as we want to enable BPF programs to pass types that are bitwise
10447          * equivalent without forcing them to explicitly cast with something
10448          * like bpf_cast_to_kern_ctx().
10449          *
10450          * For example, say we had a type like the following:
10451          *
10452          * struct bpf_cpumask {
10453          *      cpumask_t cpumask;
10454          *      refcount_t usage;
10455          * };
10456          *
10457          * Note that as specified in <linux/cpumask.h>, cpumask_t is typedef'ed
10458          * to a struct cpumask, so it would be safe to pass a struct
10459          * bpf_cpumask * to a kfunc expecting a struct cpumask *.
10460          *
10461          * The philosophy here is similar to how we allow scalars of different
10462          * types to be passed to kfuncs as long as the size is the same. The
10463          * only difference here is that we're simply allowing
10464          * btf_struct_ids_match() to walk the struct at the 0th offset, and
10465          * resolve types.
10466          */
10467         if (is_kfunc_acquire(meta) ||
10468             (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id) ||
10469             btf_type_ids_nocast_alias(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, meta->btf, ref_id))
10470                 strict_type_match = true;
10471
10472         WARN_ON_ONCE(is_kfunc_trusted_args(meta) && reg->off);
10473
10474         reg_ref_t = btf_type_skip_modifiers(reg_btf, reg_ref_id, &reg_ref_id);
10475         reg_ref_tname = btf_name_by_offset(reg_btf, reg_ref_t->name_off);
10476         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg_btf, reg_ref_id, reg->off, meta->btf, ref_id, strict_type_match)) {
10477                 verbose(env, "kernel function %s args#%d expected pointer to %s %s but R%d has a pointer to %s %s\n",
10478                         meta->func_name, argno, btf_type_str(ref_t), ref_tname, argno + 1,
10479                         btf_type_str(reg_ref_t), reg_ref_tname);
10480                 return -EINVAL;
10481         }
10482         return 0;
10483 }
10484
10485 static int ref_set_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10486 {
10487         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
10488         struct btf_record *rec = reg_btf_record(reg);
10489
10490         if (!state->active_lock.ptr) {
10491                 verbose(env, "verifier internal error: ref_set_non_owning w/o active lock\n");
10492                 return -EFAULT;
10493         }
10494
10495         if (type_flag(reg->type) & NON_OWN_REF) {
10496                 verbose(env, "verifier internal error: NON_OWN_REF already set\n");
10497                 return -EFAULT;
10498         }
10499
10500         reg->type |= NON_OWN_REF;
10501         if (rec->refcount_off >= 0)
10502                 reg->type |= MEM_RCU;
10503
10504         return 0;
10505 }
10506
10507 static int ref_convert_owning_non_owning(struct bpf_verifier_env *env, u32 ref_obj_id)
10508 {
10509         struct bpf_func_state *state, *unused;
10510         struct bpf_reg_state *reg;
10511         int i;
10512
10513         state = cur_func(env);
10514
10515         if (!ref_obj_id) {
10516                 verbose(env, "verifier internal error: ref_obj_id is zero for "
10517                              "owning -> non-owning conversion\n");
10518                 return -EFAULT;
10519         }
10520
10521         for (i = 0; i < state->acquired_refs; i++) {
10522                 if (state->refs[i].id != ref_obj_id)
10523                         continue;
10524
10525                 /* Clear ref_obj_id here so release_reference doesn't clobber
10526                  * the whole reg
10527                  */
10528                 bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, unused, reg, ({
10529                         if (reg->ref_obj_id == ref_obj_id) {
10530                                 reg->ref_obj_id = 0;
10531                                 ref_set_non_owning(env, reg);
10532                         }
10533                 }));
10534                 return 0;
10535         }
10536
10537         verbose(env, "verifier internal error: ref state missing for ref_obj_id\n");
10538         return -EFAULT;
10539 }
10540
10541 /* Implementation details:
10542  *
10543  * Each register points to some region of memory, which we define as an
10544  * allocation. Each allocation may embed a bpf_spin_lock which protects any
10545  * special BPF objects (bpf_list_head, bpf_rb_root, etc.) part of the same
10546  * allocation. The lock and the data it protects are colocated in the same
10547  * memory region.
10548  *
10549  * Hence, everytime a register holds a pointer value pointing to such
10550  * allocation, the verifier preserves a unique reg->id for it.
10551  *
10552  * The verifier remembers the lock 'ptr' and the lock 'id' whenever
10553  * bpf_spin_lock is called.
10554  *
10555  * To enable this, lock state in the verifier captures two values:
10556  *      active_lock.ptr = Register's type specific pointer
10557  *      active_lock.id  = A unique ID for each register pointer value
10558  *
10559  * Currently, PTR_TO_MAP_VALUE and PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC are the two
10560  * supported register types.
10561  *
10562  * The active_lock.ptr in case of map values is the reg->map_ptr, and in case of
10563  * allocated objects is the reg->btf pointer.
10564  *
10565  * The active_lock.id is non-unique for maps supporting direct_value_addr, as we
10566  * can establish the provenance of the map value statically for each distinct
10567  * lookup into such maps. They always contain a single map value hence unique
10568  * IDs for each pseudo load pessimizes the algorithm and rejects valid programs.
10569  *
10570  * So, in case of global variables, they use array maps with max_entries = 1,
10571  * hence their active_lock.ptr becomes map_ptr and id = 0 (since they all point
10572  * into the same map value as max_entries is 1, as described above).
10573  *
10574  * In case of inner map lookups, the inner map pointer has same map_ptr as the
10575  * outer map pointer (in verifier context), but each lookup into an inner map
10576  * assigns a fresh reg->id to the lookup, so while lookups into distinct inner
10577  * maps from the same outer map share the same map_ptr as active_lock.ptr, they
10578  * will get different reg->id assigned to each lookup, hence different
10579  * active_lock.id.
10580  *
10581  * In case of allocated objects, active_lock.ptr is the reg->btf, and the
10582  * reg->id is a unique ID preserved after the NULL pointer check on the pointer
10583  * returned from bpf_obj_new. Each allocation receives a new reg->id.
10584  */
10585 static int check_reg_allocation_locked(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *reg)
10586 {
10587         void *ptr;
10588         u32 id;
10589
10590         switch ((int)reg->type) {
10591         case PTR_TO_MAP_VALUE:
10592                 ptr = reg->map_ptr;
10593                 break;
10594         case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC:
10595                 ptr = reg->btf;
10596                 break;
10597         default:
10598                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reg type for lock check\n");
10599                 return -EFAULT;
10600         }
10601         id = reg->id;
10602
10603         if (!env->cur_state->active_lock.ptr)
10604                 return -EINVAL;
10605         if (env->cur_state->active_lock.ptr != ptr ||
10606             env->cur_state->active_lock.id != id) {
10607                 verbose(env, "held lock and object are not in the same allocation\n");
10608                 return -EINVAL;
10609         }
10610         return 0;
10611 }
10612
10613 static bool is_bpf_list_api_kfunc(u32 btf_id)
10614 {
10615         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10616                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
10617                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
10618                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back];
10619 }
10620
10621 static bool is_bpf_rbtree_api_kfunc(u32 btf_id)
10622 {
10623         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl] ||
10624                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10625                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first];
10626 }
10627
10628 static bool is_bpf_graph_api_kfunc(u32 btf_id)
10629 {
10630         return is_bpf_list_api_kfunc(btf_id) || is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id) ||
10631                btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl];
10632 }
10633
10634 static bool is_callback_calling_kfunc(u32 btf_id)
10635 {
10636         return btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl];
10637 }
10638
10639 static bool is_rbtree_lock_required_kfunc(u32 btf_id)
10640 {
10641         return is_bpf_rbtree_api_kfunc(btf_id);
10642 }
10643
10644 static bool check_kfunc_is_graph_root_api(struct bpf_verifier_env *env,
10645                                           enum btf_field_type head_field_type,
10646                                           u32 kfunc_btf_id)
10647 {
10648         bool ret;
10649
10650         switch (head_field_type) {
10651         case BPF_LIST_HEAD:
10652                 ret = is_bpf_list_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10653                 break;
10654         case BPF_RB_ROOT:
10655                 ret = is_bpf_rbtree_api_kfunc(kfunc_btf_id);
10656                 break;
10657         default:
10658                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph root argument type %s\n",
10659                         btf_field_type_name(head_field_type));
10660                 return false;
10661         }
10662
10663         if (!ret)
10664                 verbose(env, "verifier internal error: %s head arg for unknown kfunc\n",
10665                         btf_field_type_name(head_field_type));
10666         return ret;
10667 }
10668
10669 static bool check_kfunc_is_graph_node_api(struct bpf_verifier_env *env,
10670                                           enum btf_field_type node_field_type,
10671                                           u32 kfunc_btf_id)
10672 {
10673         bool ret;
10674
10675         switch (node_field_type) {
10676         case BPF_LIST_NODE:
10677                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
10678                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl]);
10679                 break;
10680         case BPF_RB_NODE:
10681                 ret = (kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
10682                        kfunc_btf_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]);
10683                 break;
10684         default:
10685                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected graph node argument type %s\n",
10686                         btf_field_type_name(node_field_type));
10687                 return false;
10688         }
10689
10690         if (!ret)
10691                 verbose(env, "verifier internal error: %s node arg for unknown kfunc\n",
10692                         btf_field_type_name(node_field_type));
10693         return ret;
10694 }
10695
10696 static int
10697 __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(struct bpf_verifier_env *env,
10698                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10699                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10700                                    enum btf_field_type head_field_type,
10701                                    struct btf_field **head_field)
10702 {
10703         const char *head_type_name;
10704         struct btf_field *field;
10705         struct btf_record *rec;
10706         u32 head_off;
10707
10708         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10709                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10710                 return -EFAULT;
10711         }
10712
10713         if (!check_kfunc_is_graph_root_api(env, head_field_type, meta->func_id))
10714                 return -EFAULT;
10715
10716         head_type_name = btf_field_type_name(head_field_type);
10717         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10718                 verbose(env,
10719                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10720                         regno, head_type_name);
10721                 return -EINVAL;
10722         }
10723
10724         rec = reg_btf_record(reg);
10725         head_off = reg->off + reg->var_off.value;
10726         field = btf_record_find(rec, head_off, head_field_type);
10727         if (!field) {
10728                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", head_type_name, head_off);
10729                 return -EINVAL;
10730         }
10731
10732         /* All functions require bpf_list_head to be protected using a bpf_spin_lock */
10733         if (check_reg_allocation_locked(env, reg)) {
10734                 verbose(env, "bpf_spin_lock at off=%d must be held for %s\n",
10735                         rec->spin_lock_off, head_type_name);
10736                 return -EINVAL;
10737         }
10738
10739         if (*head_field) {
10740                 verbose(env, "verifier internal error: repeating %s arg\n", head_type_name);
10741                 return -EFAULT;
10742         }
10743         *head_field = field;
10744         return 0;
10745 }
10746
10747 static int process_kf_arg_ptr_to_list_head(struct bpf_verifier_env *env,
10748                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10749                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10750 {
10751         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_LIST_HEAD,
10752                                                           &meta->arg_list_head.field);
10753 }
10754
10755 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(struct bpf_verifier_env *env,
10756                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10757                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10758 {
10759         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_root(env, reg, regno, meta, BPF_RB_ROOT,
10760                                                           &meta->arg_rbtree_root.field);
10761 }
10762
10763 static int
10764 __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(struct bpf_verifier_env *env,
10765                                    struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10766                                    struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10767                                    enum btf_field_type head_field_type,
10768                                    enum btf_field_type node_field_type,
10769                                    struct btf_field **node_field)
10770 {
10771         const char *node_type_name;
10772         const struct btf_type *et, *t;
10773         struct btf_field *field;
10774         u32 node_off;
10775
10776         if (meta->btf != btf_vmlinux) {
10777                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected btf mismatch in kfunc call\n");
10778                 return -EFAULT;
10779         }
10780
10781         if (!check_kfunc_is_graph_node_api(env, node_field_type, meta->func_id))
10782                 return -EFAULT;
10783
10784         node_type_name = btf_field_type_name(node_field_type);
10785         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10786                 verbose(env,
10787                         "R%d doesn't have constant offset. %s has to be at the constant offset\n",
10788                         regno, node_type_name);
10789                 return -EINVAL;
10790         }
10791
10792         node_off = reg->off + reg->var_off.value;
10793         field = reg_find_field_offset(reg, node_off, node_field_type);
10794         if (!field || field->offset != node_off) {
10795                 verbose(env, "%s not found at offset=%u\n", node_type_name, node_off);
10796                 return -EINVAL;
10797         }
10798
10799         field = *node_field;
10800
10801         et = btf_type_by_id(field->graph_root.btf, field->graph_root.value_btf_id);
10802         t = btf_type_by_id(reg->btf, reg->btf_id);
10803         if (!btf_struct_ids_match(&env->log, reg->btf, reg->btf_id, 0, field->graph_root.btf,
10804                                   field->graph_root.value_btf_id, true)) {
10805                 verbose(env, "operation on %s expects arg#1 %s at offset=%d "
10806                         "in struct %s, but arg is at offset=%d in struct %s\n",
10807                         btf_field_type_name(head_field_type),
10808                         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                         node_off, btf_name_by_offset(reg->btf, t->name_off));
10812                 return -EINVAL;
10813         }
10814         meta->arg_btf = reg->btf;
10815         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
10816
10817         if (node_off != field->graph_root.node_offset) {
10818                 verbose(env, "arg#1 offset=%d, but expected %s at offset=%d in struct %s\n",
10819                         node_off, btf_field_type_name(node_field_type),
10820                         field->graph_root.node_offset,
10821                         btf_name_by_offset(field->graph_root.btf, et->name_off));
10822                 return -EINVAL;
10823         }
10824
10825         return 0;
10826 }
10827
10828 static int process_kf_arg_ptr_to_list_node(struct bpf_verifier_env *env,
10829                                            struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10830                                            struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10831 {
10832         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10833                                                   BPF_LIST_HEAD, BPF_LIST_NODE,
10834                                                   &meta->arg_list_head.field);
10835 }
10836
10837 static int process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(struct bpf_verifier_env *env,
10838                                              struct bpf_reg_state *reg, u32 regno,
10839                                              struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta)
10840 {
10841         return __process_kf_arg_ptr_to_graph_node(env, reg, regno, meta,
10842                                                   BPF_RB_ROOT, BPF_RB_NODE,
10843                                                   &meta->arg_rbtree_root.field);
10844 }
10845
10846 static int check_kfunc_args(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
10847                             int insn_idx)
10848 {
10849         const char *func_name = meta->func_name, *ref_tname;
10850         const struct btf *btf = meta->btf;
10851         const struct btf_param *args;
10852         struct btf_record *rec;
10853         u32 i, nargs;
10854         int ret;
10855
10856         args = (const struct btf_param *)(meta->func_proto + 1);
10857         nargs = btf_type_vlen(meta->func_proto);
10858         if (nargs > MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS) {
10859                 verbose(env, "Function %s has %d > %d args\n", func_name, nargs,
10860                         MAX_BPF_FUNC_REG_ARGS);
10861                 return -EINVAL;
10862         }
10863
10864         /* Check that BTF function arguments match actual types that the
10865          * verifier sees.
10866          */
10867         for (i = 0; i < nargs; i++) {
10868                 struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env), *reg = &regs[i + 1];
10869                 const struct btf_type *t, *ref_t, *resolve_ret;
10870                 enum bpf_arg_type arg_type = ARG_DONTCARE;
10871                 u32 regno = i + 1, ref_id, type_size;
10872                 bool is_ret_buf_sz = false;
10873                 int kf_arg_type;
10874
10875                 t = btf_type_skip_modifiers(btf, args[i].type, NULL);
10876
10877                 if (is_kfunc_arg_ignore(btf, &args[i]))
10878                         continue;
10879
10880                 if (btf_type_is_scalar(t)) {
10881                         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
10882                                 verbose(env, "R%d is not a scalar\n", regno);
10883                                 return -EINVAL;
10884                         }
10885
10886                         if (is_kfunc_arg_constant(meta->btf, &args[i])) {
10887                                 if (meta->arg_constant.found) {
10888                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
10889                                         return -EFAULT;
10890                                 }
10891                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10892                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno);
10893                                         return -EINVAL;
10894                                 }
10895                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10896                                 if (ret < 0)
10897                                         return ret;
10898                                 meta->arg_constant.found = true;
10899                                 meta->arg_constant.value = reg->var_off.value;
10900                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdonly_buf_size")) {
10901                                 meta->r0_rdonly = true;
10902                                 is_ret_buf_sz = true;
10903                         } else if (is_kfunc_arg_scalar_with_name(btf, &args[i], "rdwr_buf_size")) {
10904                                 is_ret_buf_sz = true;
10905                         }
10906
10907                         if (is_ret_buf_sz) {
10908                                 if (meta->r0_size) {
10909                                         verbose(env, "2 or more rdonly/rdwr_buf_size parameters for kfunc");
10910                                         return -EINVAL;
10911                                 }
10912
10913                                 if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
10914                                         verbose(env, "R%d is not a const\n", regno);
10915                                         return -EINVAL;
10916                                 }
10917
10918                                 meta->r0_size = reg->var_off.value;
10919                                 ret = mark_chain_precision(env, regno);
10920                                 if (ret)
10921                                         return ret;
10922                         }
10923                         continue;
10924                 }
10925
10926                 if (!btf_type_is_ptr(t)) {
10927                         verbose(env, "Unrecognized arg#%d type %s\n", i, btf_type_str(t));
10928                         return -EINVAL;
10929                 }
10930
10931                 if ((is_kfunc_trusted_args(meta) || is_kfunc_rcu(meta)) &&
10932                     (register_is_null(reg) || type_may_be_null(reg->type))) {
10933                         verbose(env, "Possibly NULL pointer passed to trusted arg%d\n", i);
10934                         return -EACCES;
10935                 }
10936
10937                 if (reg->ref_obj_id) {
10938                         if (is_kfunc_release(meta) && meta->ref_obj_id) {
10939                                 verbose(env, "verifier internal error: more than one arg with ref_obj_id R%d %u %u\n",
10940                                         regno, reg->ref_obj_id,
10941                                         meta->ref_obj_id);
10942                                 return -EFAULT;
10943                         }
10944                         meta->ref_obj_id = reg->ref_obj_id;
10945                         if (is_kfunc_release(meta))
10946                                 meta->release_regno = regno;
10947                 }
10948
10949                 ref_t = btf_type_skip_modifiers(btf, t->type, &ref_id);
10950                 ref_tname = btf_name_by_offset(btf, ref_t->name_off);
10951
10952                 kf_arg_type = get_kfunc_ptr_arg_type(env, meta, t, ref_t, ref_tname, args, i, nargs);
10953                 if (kf_arg_type < 0)
10954                         return kf_arg_type;
10955
10956                 switch (kf_arg_type) {
10957                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
10958                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
10959                         if (!is_kfunc_trusted_args(meta) && !is_kfunc_rcu(meta))
10960                                 break;
10961
10962                         if (!is_trusted_reg(reg)) {
10963                                 if (!is_kfunc_rcu(meta)) {
10964                                         verbose(env, "R%d must be referenced or trusted\n", regno);
10965                                         return -EINVAL;
10966                                 }
10967                                 if (!is_rcu_reg(reg)) {
10968                                         verbose(env, "R%d must be a rcu pointer\n", regno);
10969                                         return -EINVAL;
10970                                 }
10971                         }
10972
10973                         fallthrough;
10974                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
10975                         /* Trusted arguments have the same offset checks as release arguments */
10976                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10977                         break;
10978                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
10979                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
10980                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
10981                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
10982                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
10983                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
10984                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
10985                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
10986                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
10987                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
10988                         /* Trusted by default */
10989                         break;
10990                 default:
10991                         WARN_ON_ONCE(1);
10992                         return -EFAULT;
10993                 }
10994
10995                 if (is_kfunc_release(meta) && reg->ref_obj_id)
10996                         arg_type |= OBJ_RELEASE;
10997                 ret = check_func_arg_reg_off(env, reg, regno, arg_type);
10998                 if (ret < 0)
10999                         return ret;
11000
11001                 switch (kf_arg_type) {
11002                 case KF_ARG_PTR_TO_CTX:
11003                         if (reg->type != PTR_TO_CTX) {
11004                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to ctx, but got %s\n", i, btf_type_str(t));
11005                                 return -EINVAL;
11006                         }
11007
11008                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11009                                 ret = get_kern_ctx_btf_id(&env->log, resolve_prog_type(env->prog));
11010                                 if (ret < 0)
11011                                         return -EINVAL;
11012                                 meta->ret_btf_id  = ret;
11013                         }
11014                         break;
11015                 case KF_ARG_PTR_TO_ALLOC_BTF_ID:
11016                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11017                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11018                                 return -EINVAL;
11019                         }
11020                         if (!reg->ref_obj_id) {
11021                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11022                                 return -EINVAL;
11023                         }
11024                         if (meta->btf == btf_vmlinux &&
11025                             meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11026                                 meta->arg_btf = reg->btf;
11027                                 meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11028                         }
11029                         break;
11030                 case KF_ARG_PTR_TO_DYNPTR:
11031                 {
11032                         enum bpf_arg_type dynptr_arg_type = ARG_PTR_TO_DYNPTR;
11033                         int clone_ref_obj_id = 0;
11034
11035                         if (reg->type != PTR_TO_STACK &&
11036                             reg->type != CONST_PTR_TO_DYNPTR) {
11037                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to stack or dynptr_ptr\n", i);
11038                                 return -EINVAL;
11039                         }
11040
11041                         if (reg->type == CONST_PTR_TO_DYNPTR)
11042                                 dynptr_arg_type |= MEM_RDONLY;
11043
11044                         if (is_kfunc_arg_uninit(btf, &args[i]))
11045                                 dynptr_arg_type |= MEM_UNINIT;
11046
11047                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
11048                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_SKB;
11049                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_xdp]) {
11050                                 dynptr_arg_type |= DYNPTR_TYPE_XDP;
11051                         } else if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_clone] &&
11052                                    (dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11053                                 enum bpf_dynptr_type parent_type = meta->initialized_dynptr.type;
11054
11055                                 if (parent_type == BPF_DYNPTR_TYPE_INVALID) {
11056                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr type for parent of clone\n");
11057                                         return -EFAULT;
11058                                 }
11059
11060                                 dynptr_arg_type |= (unsigned int)get_dynptr_type_flag(parent_type);
11061                                 clone_ref_obj_id = meta->initialized_dynptr.ref_obj_id;
11062                                 if (dynptr_type_refcounted(parent_type) && !clone_ref_obj_id) {
11063                                         verbose(env, "verifier internal error: missing ref obj id for parent of clone\n");
11064                                         return -EFAULT;
11065                                 }
11066                         }
11067
11068                         ret = process_dynptr_func(env, regno, insn_idx, dynptr_arg_type, clone_ref_obj_id);
11069                         if (ret < 0)
11070                                 return ret;
11071
11072                         if (!(dynptr_arg_type & MEM_UNINIT)) {
11073                                 int id = dynptr_id(env, reg);
11074
11075                                 if (id < 0) {
11076                                         verbose(env, "verifier internal error: failed to obtain dynptr id\n");
11077                                         return id;
11078                                 }
11079                                 meta->initialized_dynptr.id = id;
11080                                 meta->initialized_dynptr.type = dynptr_get_type(env, reg);
11081                                 meta->initialized_dynptr.ref_obj_id = dynptr_ref_obj_id(env, reg);
11082                         }
11083
11084                         break;
11085                 }
11086                 case KF_ARG_PTR_TO_ITER:
11087                         ret = process_iter_arg(env, regno, insn_idx, meta);
11088                         if (ret < 0)
11089                                 return ret;
11090                         break;
11091                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_HEAD:
11092                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11093                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11094                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11095                                 return -EINVAL;
11096                         }
11097                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11098                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11099                                 return -EINVAL;
11100                         }
11101                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_head(env, reg, regno, meta);
11102                         if (ret < 0)
11103                                 return ret;
11104                         break;
11105                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_ROOT:
11106                         if (reg->type != PTR_TO_MAP_VALUE &&
11107                             reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11108                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to map value or allocated object\n", i);
11109                                 return -EINVAL;
11110                         }
11111                         if (reg->type == (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC) && !reg->ref_obj_id) {
11112                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11113                                 return -EINVAL;
11114                         }
11115                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_root(env, reg, regno, meta);
11116                         if (ret < 0)
11117                                 return ret;
11118                         break;
11119                 case KF_ARG_PTR_TO_LIST_NODE:
11120                         if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11121                                 verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11122                                 return -EINVAL;
11123                         }
11124                         if (!reg->ref_obj_id) {
11125                                 verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11126                                 return -EINVAL;
11127                         }
11128                         ret = process_kf_arg_ptr_to_list_node(env, reg, regno, meta);
11129                         if (ret < 0)
11130                                 return ret;
11131                         break;
11132                 case KF_ARG_PTR_TO_RB_NODE:
11133                         if (meta->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove]) {
11134                                 if (!type_is_non_owning_ref(reg->type) || reg->ref_obj_id) {
11135                                         verbose(env, "rbtree_remove node input must be non-owning ref\n");
11136                                         return -EINVAL;
11137                                 }
11138                                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
11139                                         verbose(env, "rbtree_remove not allowed in rbtree cb\n");
11140                                         return -EINVAL;
11141                                 }
11142                         } else {
11143                                 if (reg->type != (PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC)) {
11144                                         verbose(env, "arg#%d expected pointer to allocated object\n", i);
11145                                         return -EINVAL;
11146                                 }
11147                                 if (!reg->ref_obj_id) {
11148                                         verbose(env, "allocated object must be referenced\n");
11149                                         return -EINVAL;
11150                                 }
11151                         }
11152
11153                         ret = process_kf_arg_ptr_to_rbtree_node(env, reg, regno, meta);
11154                         if (ret < 0)
11155                                 return ret;
11156                         break;
11157                 case KF_ARG_PTR_TO_BTF_ID:
11158                         /* Only base_type is checked, further checks are done here */
11159                         if ((base_type(reg->type) != PTR_TO_BTF_ID ||
11160                              (bpf_type_has_unsafe_modifiers(reg->type) && !is_rcu_reg(reg))) &&
11161                             !reg2btf_ids[base_type(reg->type)]) {
11162                                 verbose(env, "arg#%d is %s ", i, reg_type_str(env, reg->type));
11163                                 verbose(env, "expected %s or socket\n",
11164                                         reg_type_str(env, base_type(reg->type) |
11165                                                           (type_flag(reg->type) & BPF_REG_TRUSTED_MODIFIERS)));
11166                                 return -EINVAL;
11167                         }
11168                         ret = process_kf_arg_ptr_to_btf_id(env, reg, ref_t, ref_tname, ref_id, meta, i);
11169                         if (ret < 0)
11170                                 return ret;
11171                         break;
11172                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM:
11173                         resolve_ret = btf_resolve_size(btf, ref_t, &type_size);
11174                         if (IS_ERR(resolve_ret)) {
11175                                 verbose(env, "arg#%d reference type('%s %s') size cannot be determined: %ld\n",
11176                                         i, btf_type_str(ref_t), ref_tname, PTR_ERR(resolve_ret));
11177                                 return -EINVAL;
11178                         }
11179                         ret = check_mem_reg(env, reg, regno, type_size);
11180                         if (ret < 0)
11181                                 return ret;
11182                         break;
11183                 case KF_ARG_PTR_TO_MEM_SIZE:
11184                 {
11185                         struct bpf_reg_state *buff_reg = &regs[regno];
11186                         const struct btf_param *buff_arg = &args[i];
11187                         struct bpf_reg_state *size_reg = &regs[regno + 1];
11188                         const struct btf_param *size_arg = &args[i + 1];
11189
11190                         if (!register_is_null(buff_reg) || !is_kfunc_arg_optional(meta->btf, buff_arg)) {
11191                                 ret = check_kfunc_mem_size_reg(env, size_reg, regno + 1);
11192                                 if (ret < 0) {
11193                                         verbose(env, "arg#%d arg#%d memory, len pair leads to invalid memory access\n", i, i + 1);
11194                                         return ret;
11195                                 }
11196                         }
11197
11198                         if (is_kfunc_arg_const_mem_size(meta->btf, size_arg, size_reg)) {
11199                                 if (meta->arg_constant.found) {
11200                                         verbose(env, "verifier internal error: only one constant argument permitted\n");
11201                                         return -EFAULT;
11202                                 }
11203                                 if (!tnum_is_const(size_reg->var_off)) {
11204                                         verbose(env, "R%d must be a known constant\n", regno + 1);
11205                                         return -EINVAL;
11206                                 }
11207                                 meta->arg_constant.found = true;
11208                                 meta->arg_constant.value = size_reg->var_off.value;
11209                         }
11210
11211                         /* Skip next '__sz' or '__szk' argument */
11212                         i++;
11213                         break;
11214                 }
11215                 case KF_ARG_PTR_TO_CALLBACK:
11216                         if (reg->type != PTR_TO_FUNC) {
11217                                 verbose(env, "arg%d expected pointer to func\n", i);
11218                                 return -EINVAL;
11219                         }
11220                         meta->subprogno = reg->subprogno;
11221                         break;
11222                 case KF_ARG_PTR_TO_REFCOUNTED_KPTR:
11223                         if (!type_is_ptr_alloc_obj(reg->type)) {
11224                                 verbose(env, "arg#%d is neither owning or non-owning ref\n", i);
11225                                 return -EINVAL;
11226                         }
11227                         if (!type_is_non_owning_ref(reg->type))
11228                                 meta->arg_owning_ref = true;
11229
11230                         rec = reg_btf_record(reg);
11231                         if (!rec) {
11232                                 verbose(env, "verifier internal error: Couldn't find btf_record\n");
11233                                 return -EFAULT;
11234                         }
11235
11236                         if (rec->refcount_off < 0) {
11237                                 verbose(env, "arg#%d doesn't point to a type with bpf_refcount field\n", i);
11238                                 return -EINVAL;
11239                         }
11240
11241                         meta->arg_btf = reg->btf;
11242                         meta->arg_btf_id = reg->btf_id;
11243                         break;
11244                 }
11245         }
11246
11247         if (is_kfunc_release(meta) && !meta->release_regno) {
11248                 verbose(env, "release kernel function %s expects refcounted PTR_TO_BTF_ID\n",
11249                         func_name);
11250                 return -EINVAL;
11251         }
11252
11253         return 0;
11254 }
11255
11256 static int fetch_kfunc_meta(struct bpf_verifier_env *env,
11257                             struct bpf_insn *insn,
11258                             struct bpf_kfunc_call_arg_meta *meta,
11259                             const char **kfunc_name)
11260 {
11261         const struct btf_type *func, *func_proto;
11262         u32 func_id, *kfunc_flags;
11263         const char *func_name;
11264         struct btf *desc_btf;
11265
11266         if (kfunc_name)
11267                 *kfunc_name = NULL;
11268
11269         if (!insn->imm)
11270                 return -EINVAL;
11271
11272         desc_btf = find_kfunc_desc_btf(env, insn->off);
11273         if (IS_ERR(desc_btf))
11274                 return PTR_ERR(desc_btf);
11275
11276         func_id = insn->imm;
11277         func = btf_type_by_id(desc_btf, func_id);
11278         func_name = btf_name_by_offset(desc_btf, func->name_off);
11279         if (kfunc_name)
11280                 *kfunc_name = func_name;
11281         func_proto = btf_type_by_id(desc_btf, func->type);
11282
11283         kfunc_flags = btf_kfunc_id_set_contains(desc_btf, func_id, env->prog);
11284         if (!kfunc_flags) {
11285                 return -EACCES;
11286         }
11287
11288         memset(meta, 0, sizeof(*meta));
11289         meta->btf = desc_btf;
11290         meta->func_id = func_id;
11291         meta->kfunc_flags = *kfunc_flags;
11292         meta->func_proto = func_proto;
11293         meta->func_name = func_name;
11294
11295         return 0;
11296 }
11297
11298 static int check_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
11299                             int *insn_idx_p)
11300 {
11301         const struct btf_type *t, *ptr_type;
11302         u32 i, nargs, ptr_type_id, release_ref_obj_id;
11303         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
11304         const char *func_name, *ptr_type_name;
11305         bool sleepable, rcu_lock, rcu_unlock;
11306         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
11307         struct bpf_insn_aux_data *insn_aux;
11308         int err, insn_idx = *insn_idx_p;
11309         const struct btf_param *args;
11310         const struct btf_type *ret_t;
11311         struct btf *desc_btf;
11312
11313         /* skip for now, but return error when we find this in fixup_kfunc_call */
11314         if (!insn->imm)
11315                 return 0;
11316
11317         err = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, &func_name);
11318         if (err == -EACCES && func_name)
11319                 verbose(env, "calling kernel function %s is not allowed\n", func_name);
11320         if (err)
11321                 return err;
11322         desc_btf = meta.btf;
11323         insn_aux = &env->insn_aux_data[insn_idx];
11324
11325         insn_aux->is_iter_next = is_iter_next_kfunc(&meta);
11326
11327         if (is_kfunc_destructive(&meta) && !capable(CAP_SYS_BOOT)) {
11328                 verbose(env, "destructive kfunc calls require CAP_SYS_BOOT capability\n");
11329                 return -EACCES;
11330         }
11331
11332         sleepable = is_kfunc_sleepable(&meta);
11333         if (sleepable && !env->prog->aux->sleepable) {
11334                 verbose(env, "program must be sleepable to call sleepable kfunc %s\n", func_name);
11335                 return -EACCES;
11336         }
11337
11338         rcu_lock = is_kfunc_bpf_rcu_read_lock(&meta);
11339         rcu_unlock = is_kfunc_bpf_rcu_read_unlock(&meta);
11340
11341         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
11342                 struct bpf_func_state *state;
11343                 struct bpf_reg_state *reg;
11344
11345                 if (in_rbtree_lock_required_cb(env) && (rcu_lock || rcu_unlock)) {
11346                         verbose(env, "Calling bpf_rcu_read_{lock,unlock} in unnecessary rbtree callback\n");
11347                         return -EACCES;
11348                 }
11349
11350                 if (rcu_lock) {
11351                         verbose(env, "nested rcu read lock (kernel function %s)\n", func_name);
11352                         return -EINVAL;
11353                 } else if (rcu_unlock) {
11354                         bpf_for_each_reg_in_vstate(env->cur_state, state, reg, ({
11355                                 if (reg->type & MEM_RCU) {
11356                                         reg->type &= ~(MEM_RCU | PTR_MAYBE_NULL);
11357                                         reg->type |= PTR_UNTRUSTED;
11358                                 }
11359                         }));
11360                         env->cur_state->active_rcu_lock = false;
11361                 } else if (sleepable) {
11362                         verbose(env, "kernel func %s is sleepable within rcu_read_lock region\n", func_name);
11363                         return -EACCES;
11364                 }
11365         } else if (rcu_lock) {
11366                 env->cur_state->active_rcu_lock = true;
11367         } else if (rcu_unlock) {
11368                 verbose(env, "unmatched rcu read unlock (kernel function %s)\n", func_name);
11369                 return -EINVAL;
11370         }
11371
11372         /* Check the arguments */
11373         err = check_kfunc_args(env, &meta, insn_idx);
11374         if (err < 0)
11375                 return err;
11376         /* In case of release function, we get register number of refcounted
11377          * PTR_TO_BTF_ID in bpf_kfunc_arg_meta, do the release now.
11378          */
11379         if (meta.release_regno) {
11380                 err = release_reference(env, regs[meta.release_regno].ref_obj_id);
11381                 if (err) {
11382                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11383                                 func_name, meta.func_id);
11384                         return err;
11385                 }
11386         }
11387
11388         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
11389             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
11390             meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11391                 release_ref_obj_id = regs[BPF_REG_2].ref_obj_id;
11392                 insn_aux->insert_off = regs[BPF_REG_2].off;
11393                 insn_aux->kptr_struct_meta = btf_find_struct_meta(meta.arg_btf, meta.arg_btf_id);
11394                 err = ref_convert_owning_non_owning(env, release_ref_obj_id);
11395                 if (err) {
11396                         verbose(env, "kfunc %s#%d conversion of owning ref to non-owning failed\n",
11397                                 func_name, meta.func_id);
11398                         return err;
11399                 }
11400
11401                 err = release_reference(env, release_ref_obj_id);
11402                 if (err) {
11403                         verbose(env, "kfunc %s#%d reference has not been acquired before\n",
11404                                 func_name, meta.func_id);
11405                         return err;
11406                 }
11407         }
11408
11409         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
11410                 err = __check_func_call(env, insn, insn_idx_p, meta.subprogno,
11411                                         set_rbtree_add_callback_state);
11412                 if (err) {
11413                         verbose(env, "kfunc %s#%d failed callback verification\n",
11414                                 func_name, meta.func_id);
11415                         return err;
11416                 }
11417         }
11418
11419         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++)
11420                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
11421
11422         /* Check return type */
11423         t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, meta.func_proto->type, NULL);
11424
11425         if (is_kfunc_acquire(&meta) && !btf_type_is_struct_ptr(meta.btf, t)) {
11426                 /* Only exception is bpf_obj_new_impl */
11427                 if (meta.btf != btf_vmlinux ||
11428                     (meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl] &&
11429                      meta.func_id != special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl])) {
11430                         verbose(env, "acquire kernel function does not return PTR_TO_BTF_ID\n");
11431                         return -EINVAL;
11432                 }
11433         }
11434
11435         if (btf_type_is_scalar(t)) {
11436                 mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
11437                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, t->size);
11438         } else if (btf_type_is_ptr(t)) {
11439                 ptr_type = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, t->type, &ptr_type_id);
11440
11441                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11442                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
11443                                 struct btf *ret_btf;
11444                                 u32 ret_btf_id;
11445
11446                                 if (unlikely(!bpf_global_ma_set))
11447                                         return -ENOMEM;
11448
11449                                 if (((u64)(u32)meta.arg_constant.value) != meta.arg_constant.value) {
11450                                         verbose(env, "local type ID argument must be in range [0, U32_MAX]\n");
11451                                         return -EINVAL;
11452                                 }
11453
11454                                 ret_btf = env->prog->aux->btf;
11455                                 ret_btf_id = meta.arg_constant.value;
11456
11457                                 /* This may be NULL due to user not supplying a BTF */
11458                                 if (!ret_btf) {
11459                                         verbose(env, "bpf_obj_new requires prog BTF\n");
11460                                         return -EINVAL;
11461                                 }
11462
11463                                 ret_t = btf_type_by_id(ret_btf, ret_btf_id);
11464                                 if (!ret_t || !__btf_type_is_struct(ret_t)) {
11465                                         verbose(env, "bpf_obj_new type ID argument must be of a struct\n");
11466                                         return -EINVAL;
11467                                 }
11468
11469                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11470                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11471                                 regs[BPF_REG_0].btf = ret_btf;
11472                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = ret_btf_id;
11473
11474                                 insn_aux->obj_new_size = ret_t->size;
11475                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11476                                         btf_find_struct_meta(ret_btf, ret_btf_id);
11477                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
11478                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11479                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC;
11480                                 regs[BPF_REG_0].btf = meta.arg_btf;
11481                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_btf_id;
11482
11483                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11484                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11485                                                              meta.arg_btf_id);
11486                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_front] ||
11487                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_pop_back]) {
11488                                 struct btf_field *field = meta.arg_list_head.field;
11489
11490                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11491                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_remove] ||
11492                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11493                                 struct btf_field *field = meta.arg_rbtree_root.field;
11494
11495                                 mark_reg_graph_node(regs, BPF_REG_0, &field->graph_root);
11496                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx]) {
11497                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11498                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_TRUSTED;
11499                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11500                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.ret_btf_id;
11501                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
11502                                 ret_t = btf_type_by_id(desc_btf, meta.arg_constant.value);
11503                                 if (!ret_t || !btf_type_is_struct(ret_t)) {
11504                                         verbose(env,
11505                                                 "kfunc bpf_rdonly_cast type ID argument must be of a struct\n");
11506                                         return -EINVAL;
11507                                 }
11508
11509                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11510                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
11511                                 regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11512                                 regs[BPF_REG_0].btf_id = meta.arg_constant.value;
11513                         } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice] ||
11514                                    meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice_rdwr]) {
11515                                 enum bpf_type_flag type_flag = get_dynptr_type_flag(meta.initialized_dynptr.type);
11516
11517                                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11518
11519                                 if (!meta.arg_constant.found) {
11520                                         verbose(env, "verifier internal error: bpf_dynptr_slice(_rdwr) no constant size\n");
11521                                         return -EFAULT;
11522                                 }
11523
11524                                 regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.arg_constant.value;
11525
11526                                 /* PTR_MAYBE_NULL will be added when is_kfunc_ret_null is checked */
11527                                 regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM | type_flag;
11528
11529                                 if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_slice]) {
11530                                         regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11531                                 } else {
11532                                         /* this will set env->seen_direct_write to true */
11533                                         if (!may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE)) {
11534                                                 verbose(env, "the prog does not allow writes to packet data\n");
11535                                                 return -EINVAL;
11536                                         }
11537                                 }
11538
11539                                 if (!meta.initialized_dynptr.id) {
11540                                         verbose(env, "verifier internal error: no dynptr id\n");
11541                                         return -EFAULT;
11542                                 }
11543                                 regs[BPF_REG_0].dynptr_id = meta.initialized_dynptr.id;
11544
11545                                 /* we don't need to set BPF_REG_0's ref obj id
11546                                  * because packet slices are not refcounted (see
11547                                  * dynptr_type_refcounted)
11548                                  */
11549                         } else {
11550                                 verbose(env, "kernel function %s unhandled dynamic return type\n",
11551                                         meta.func_name);
11552                                 return -EFAULT;
11553                         }
11554                 } else if (!__btf_type_is_struct(ptr_type)) {
11555                         if (!meta.r0_size) {
11556                                 __u32 sz;
11557
11558                                 if (!IS_ERR(btf_resolve_size(desc_btf, ptr_type, &sz))) {
11559                                         meta.r0_size = sz;
11560                                         meta.r0_rdonly = true;
11561                                 }
11562                         }
11563                         if (!meta.r0_size) {
11564                                 ptr_type_name = btf_name_by_offset(desc_btf,
11565                                                                    ptr_type->name_off);
11566                                 verbose(env,
11567                                         "kernel function %s returns pointer type %s %s is not supported\n",
11568                                         func_name,
11569                                         btf_type_str(ptr_type),
11570                                         ptr_type_name);
11571                                 return -EINVAL;
11572                         }
11573
11574                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11575                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_MEM;
11576                         regs[BPF_REG_0].mem_size = meta.r0_size;
11577
11578                         if (meta.r0_rdonly)
11579                                 regs[BPF_REG_0].type |= MEM_RDONLY;
11580
11581                         /* Ensures we don't access the memory after a release_reference() */
11582                         if (meta.ref_obj_id)
11583                                 regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = meta.ref_obj_id;
11584                 } else {
11585                         mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_0);
11586                         regs[BPF_REG_0].btf = desc_btf;
11587                         regs[BPF_REG_0].type = PTR_TO_BTF_ID;
11588                         regs[BPF_REG_0].btf_id = ptr_type_id;
11589                 }
11590
11591                 if (is_kfunc_ret_null(&meta)) {
11592                         regs[BPF_REG_0].type |= PTR_MAYBE_NULL;
11593                         /* For mark_ptr_or_null_reg, see 93c230e3f5bd6 */
11594                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11595                 }
11596                 mark_btf_func_reg_size(env, BPF_REG_0, sizeof(void *));
11597                 if (is_kfunc_acquire(&meta)) {
11598                         int id = acquire_reference_state(env, insn_idx);
11599
11600                         if (id < 0)
11601                                 return id;
11602                         if (is_kfunc_ret_null(&meta))
11603                                 regs[BPF_REG_0].id = id;
11604                         regs[BPF_REG_0].ref_obj_id = id;
11605                 } else if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_first]) {
11606                         ref_set_non_owning(env, &regs[BPF_REG_0]);
11607                 }
11608
11609                 if (reg_may_point_to_spin_lock(&regs[BPF_REG_0]) && !regs[BPF_REG_0].id)
11610                         regs[BPF_REG_0].id = ++env->id_gen;
11611         } else if (btf_type_is_void(t)) {
11612                 if (meta.btf == btf_vmlinux && btf_id_set_contains(&special_kfunc_set, meta.func_id)) {
11613                         if (meta.func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl]) {
11614                                 insn_aux->kptr_struct_meta =
11615                                         btf_find_struct_meta(meta.arg_btf,
11616                                                              meta.arg_btf_id);
11617                         }
11618                 }
11619         }
11620
11621         nargs = btf_type_vlen(meta.func_proto);
11622         args = (const struct btf_param *)(meta.func_proto + 1);
11623         for (i = 0; i < nargs; i++) {
11624                 u32 regno = i + 1;
11625
11626                 t = btf_type_skip_modifiers(desc_btf, args[i].type, NULL);
11627                 if (btf_type_is_ptr(t))
11628                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, sizeof(void *));
11629                 else
11630                         /* scalar. ensured by btf_check_kfunc_arg_match() */
11631                         mark_btf_func_reg_size(env, regno, t->size);
11632         }
11633
11634         if (is_iter_next_kfunc(&meta)) {
11635                 err = process_iter_next_call(env, insn_idx, &meta);
11636                 if (err)
11637                         return err;
11638         }
11639
11640         return 0;
11641 }
11642
11643 static bool signed_add_overflows(s64 a, s64 b)
11644 {
11645         /* Do the add in u64, where overflow is well-defined */
11646         s64 res = (s64)((u64)a + (u64)b);
11647
11648         if (b < 0)
11649                 return res > a;
11650         return res < a;
11651 }
11652
11653 static bool signed_add32_overflows(s32 a, s32 b)
11654 {
11655         /* Do the add in u32, where overflow is well-defined */
11656         s32 res = (s32)((u32)a + (u32)b);
11657
11658         if (b < 0)
11659                 return res > a;
11660         return res < a;
11661 }
11662
11663 static bool signed_sub_overflows(s64 a, s64 b)
11664 {
11665         /* Do the sub in u64, where overflow is well-defined */
11666         s64 res = (s64)((u64)a - (u64)b);
11667
11668         if (b < 0)
11669                 return res < a;
11670         return res > a;
11671 }
11672
11673 static bool signed_sub32_overflows(s32 a, s32 b)
11674 {
11675         /* Do the sub in u32, where overflow is well-defined */
11676         s32 res = (s32)((u32)a - (u32)b);
11677
11678         if (b < 0)
11679                 return res < a;
11680         return res > a;
11681 }
11682
11683 static bool check_reg_sane_offset(struct bpf_verifier_env *env,
11684                                   const struct bpf_reg_state *reg,
11685                                   enum bpf_reg_type type)
11686 {
11687         bool known = tnum_is_const(reg->var_off);
11688         s64 val = reg->var_off.value;
11689         s64 smin = reg->smin_value;
11690
11691         if (known && (val >= BPF_MAX_VAR_OFF || val <= -BPF_MAX_VAR_OFF)) {
11692                 verbose(env, "math between %s pointer and %lld is not allowed\n",
11693                         reg_type_str(env, type), val);
11694                 return false;
11695         }
11696
11697         if (reg->off >= BPF_MAX_VAR_OFF || reg->off <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11698                 verbose(env, "%s pointer offset %d is not allowed\n",
11699                         reg_type_str(env, type), reg->off);
11700                 return false;
11701         }
11702
11703         if (smin == S64_MIN) {
11704                 verbose(env, "math between %s pointer and register with unbounded min value is not allowed\n",
11705                         reg_type_str(env, type));
11706                 return false;
11707         }
11708
11709         if (smin >= BPF_MAX_VAR_OFF || smin <= -BPF_MAX_VAR_OFF) {
11710                 verbose(env, "value %lld makes %s pointer be out of bounds\n",
11711                         smin, reg_type_str(env, type));
11712                 return false;
11713         }
11714
11715         return true;
11716 }
11717
11718 enum {
11719         REASON_BOUNDS   = -1,
11720         REASON_TYPE     = -2,
11721         REASON_PATHS    = -3,
11722         REASON_LIMIT    = -4,
11723         REASON_STACK    = -5,
11724 };
11725
11726 static int retrieve_ptr_limit(const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11727                               u32 *alu_limit, bool mask_to_left)
11728 {
11729         u32 max = 0, ptr_limit = 0;
11730
11731         switch (ptr_reg->type) {
11732         case PTR_TO_STACK:
11733                 /* Offset 0 is out-of-bounds, but acceptable start for the
11734                  * left direction, see BPF_REG_FP. Also, unknown scalar
11735                  * offset where we would need to deal with min/max bounds is
11736                  * currently prohibited for unprivileged.
11737                  */
11738                 max = MAX_BPF_STACK + mask_to_left;
11739                 ptr_limit = -(ptr_reg->var_off.value + ptr_reg->off);
11740                 break;
11741         case PTR_TO_MAP_VALUE:
11742                 max = ptr_reg->map_ptr->value_size;
11743                 ptr_limit = (mask_to_left ?
11744                              ptr_reg->smin_value :
11745                              ptr_reg->umax_value) + ptr_reg->off;
11746                 break;
11747         default:
11748                 return REASON_TYPE;
11749         }
11750
11751         if (ptr_limit >= max)
11752                 return REASON_LIMIT;
11753         *alu_limit = ptr_limit;
11754         return 0;
11755 }
11756
11757 static bool can_skip_alu_sanitation(const struct bpf_verifier_env *env,
11758                                     const struct bpf_insn *insn)
11759 {
11760         return env->bypass_spec_v1 || BPF_SRC(insn->code) == BPF_K;
11761 }
11762
11763 static int update_alu_sanitation_state(struct bpf_insn_aux_data *aux,
11764                                        u32 alu_state, u32 alu_limit)
11765 {
11766         /* If we arrived here from different branches with different
11767          * state or limits to sanitize, then this won't work.
11768          */
11769         if (aux->alu_state &&
11770             (aux->alu_state != alu_state ||
11771              aux->alu_limit != alu_limit))
11772                 return REASON_PATHS;
11773
11774         /* Corresponding fixup done in do_misc_fixups(). */
11775         aux->alu_state = alu_state;
11776         aux->alu_limit = alu_limit;
11777         return 0;
11778 }
11779
11780 static int sanitize_val_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11781                             struct bpf_insn *insn)
11782 {
11783         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
11784
11785         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11786                 return 0;
11787
11788         return update_alu_sanitation_state(aux, BPF_ALU_NON_POINTER, 0);
11789 }
11790
11791 static bool sanitize_needed(u8 opcode)
11792 {
11793         return opcode == BPF_ADD || opcode == BPF_SUB;
11794 }
11795
11796 struct bpf_sanitize_info {
11797         struct bpf_insn_aux_data aux;
11798         bool mask_to_left;
11799 };
11800
11801 static struct bpf_verifier_state *
11802 sanitize_speculative_path(struct bpf_verifier_env *env,
11803                           const struct bpf_insn *insn,
11804                           u32 next_idx, u32 curr_idx)
11805 {
11806         struct bpf_verifier_state *branch;
11807         struct bpf_reg_state *regs;
11808
11809         branch = push_stack(env, next_idx, curr_idx, true);
11810         if (branch && insn) {
11811                 regs = branch->frame[branch->curframe]->regs;
11812                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
11813                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11814                 } else if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
11815                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
11816                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->src_reg);
11817                 }
11818         }
11819         return branch;
11820 }
11821
11822 static int sanitize_ptr_alu(struct bpf_verifier_env *env,
11823                             struct bpf_insn *insn,
11824                             const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
11825                             const struct bpf_reg_state *off_reg,
11826                             struct bpf_reg_state *dst_reg,
11827                             struct bpf_sanitize_info *info,
11828                             const bool commit_window)
11829 {
11830         struct bpf_insn_aux_data *aux = commit_window ? cur_aux(env) : &info->aux;
11831         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11832         bool off_is_imm = tnum_is_const(off_reg->var_off);
11833         bool off_is_neg = off_reg->smin_value < 0;
11834         bool ptr_is_dst_reg = ptr_reg == dst_reg;
11835         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
11836         u32 alu_state, alu_limit;
11837         struct bpf_reg_state tmp;
11838         bool ret;
11839         int err;
11840
11841         if (can_skip_alu_sanitation(env, insn))
11842                 return 0;
11843
11844         /* We already marked aux for masking from non-speculative
11845          * paths, thus we got here in the first place. We only care
11846          * to explore bad access from here.
11847          */
11848         if (vstate->speculative)
11849                 goto do_sim;
11850
11851         if (!commit_window) {
11852                 if (!tnum_is_const(off_reg->var_off) &&
11853                     (off_reg->smin_value < 0) != (off_reg->smax_value < 0))
11854                         return REASON_BOUNDS;
11855
11856                 info->mask_to_left = (opcode == BPF_ADD &&  off_is_neg) ||
11857                                      (opcode == BPF_SUB && !off_is_neg);
11858         }
11859
11860         err = retrieve_ptr_limit(ptr_reg, &alu_limit, info->mask_to_left);
11861         if (err < 0)
11862                 return err;
11863
11864         if (commit_window) {
11865                 /* In commit phase we narrow the masking window based on
11866                  * the observed pointer move after the simulated operation.
11867                  */
11868                 alu_state = info->aux.alu_state;
11869                 alu_limit = abs(info->aux.alu_limit - alu_limit);
11870         } else {
11871                 alu_state  = off_is_neg ? BPF_ALU_NEG_VALUE : 0;
11872                 alu_state |= off_is_imm ? BPF_ALU_IMMEDIATE : 0;
11873                 alu_state |= ptr_is_dst_reg ?
11874                              BPF_ALU_SANITIZE_SRC : BPF_ALU_SANITIZE_DST;
11875
11876                 /* Limit pruning on unknown scalars to enable deep search for
11877                  * potential masking differences from other program paths.
11878                  */
11879                 if (!off_is_imm)
11880                         env->explore_alu_limits = true;
11881         }
11882
11883         err = update_alu_sanitation_state(aux, alu_state, alu_limit);
11884         if (err < 0)
11885                 return err;
11886 do_sim:
11887         /* If we're in commit phase, we're done here given we already
11888          * pushed the truncated dst_reg into the speculative verification
11889          * stack.
11890          *
11891          * Also, when register is a known constant, we rewrite register-based
11892          * operation to immediate-based, and thus do not need masking (and as
11893          * a consequence, do not need to simulate the zero-truncation either).
11894          */
11895         if (commit_window || off_is_imm)
11896                 return 0;
11897
11898         /* Simulate and find potential out-of-bounds access under
11899          * speculative execution from truncation as a result of
11900          * masking when off was not within expected range. If off
11901          * sits in dst, then we temporarily need to move ptr there
11902          * to simulate dst (== 0) +/-= ptr. Needed, for example,
11903          * for cases where we use K-based arithmetic in one direction
11904          * and truncated reg-based in the other in order to explore
11905          * bad access.
11906          */
11907         if (!ptr_is_dst_reg) {
11908                 tmp = *dst_reg;
11909                 copy_register_state(dst_reg, ptr_reg);
11910         }
11911         ret = sanitize_speculative_path(env, NULL, env->insn_idx + 1,
11912                                         env->insn_idx);
11913         if (!ptr_is_dst_reg && ret)
11914                 *dst_reg = tmp;
11915         return !ret ? REASON_STACK : 0;
11916 }
11917
11918 static void sanitize_mark_insn_seen(struct bpf_verifier_env *env)
11919 {
11920         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
11921
11922         /* If we simulate paths under speculation, we don't update the
11923          * insn as 'seen' such that when we verify unreachable paths in
11924          * the non-speculative domain, sanitize_dead_code() can still
11925          * rewrite/sanitize them.
11926          */
11927         if (!vstate->speculative)
11928                 env->insn_aux_data[env->insn_idx].seen = env->pass_cnt;
11929 }
11930
11931 static int sanitize_err(struct bpf_verifier_env *env,
11932                         const struct bpf_insn *insn, int reason,
11933                         const struct bpf_reg_state *off_reg,
11934                         const struct bpf_reg_state *dst_reg)
11935 {
11936         static const char *err = "pointer arithmetic with it prohibited for !root";
11937         const char *op = BPF_OP(insn->code) == BPF_ADD ? "add" : "sub";
11938         u32 dst = insn->dst_reg, src = insn->src_reg;
11939
11940         switch (reason) {
11941         case REASON_BOUNDS:
11942                 verbose(env, "R%d has unknown scalar with mixed signed bounds, %s\n",
11943                         off_reg == dst_reg ? dst : src, err);
11944                 break;
11945         case REASON_TYPE:
11946                 verbose(env, "R%d has pointer with unsupported alu operation, %s\n",
11947                         off_reg == dst_reg ? src : dst, err);
11948                 break;
11949         case REASON_PATHS:
11950                 verbose(env, "R%d tried to %s from different maps, paths or scalars, %s\n",
11951                         dst, op, err);
11952                 break;
11953         case REASON_LIMIT:
11954                 verbose(env, "R%d tried to %s beyond pointer bounds, %s\n",
11955                         dst, op, err);
11956                 break;
11957         case REASON_STACK:
11958                 verbose(env, "R%d could not be pushed for speculative verification, %s\n",
11959                         dst, err);
11960                 break;
11961         default:
11962                 verbose(env, "verifier internal error: unknown reason (%d)\n",
11963                         reason);
11964                 break;
11965         }
11966
11967         return -EACCES;
11968 }
11969
11970 /* check that stack access falls within stack limits and that 'reg' doesn't
11971  * have a variable offset.
11972  *
11973  * Variable offset is prohibited for unprivileged mode for simplicity since it
11974  * requires corresponding support in Spectre masking for stack ALU.  See also
11975  * retrieve_ptr_limit().
11976  *
11977  *
11978  * 'off' includes 'reg->off'.
11979  */
11980 static int check_stack_access_for_ptr_arithmetic(
11981                                 struct bpf_verifier_env *env,
11982                                 int regno,
11983                                 const struct bpf_reg_state *reg,
11984                                 int off)
11985 {
11986         if (!tnum_is_const(reg->var_off)) {
11987                 char tn_buf[48];
11988
11989                 tnum_strn(tn_buf, sizeof(tn_buf), reg->var_off);
11990                 verbose(env, "R%d variable stack access prohibited for !root, var_off=%s off=%d\n",
11991                         regno, tn_buf, off);
11992                 return -EACCES;
11993         }
11994
11995         if (off >= 0 || off < -MAX_BPF_STACK) {
11996                 verbose(env, "R%d stack pointer arithmetic goes out of range, "
11997                         "prohibited for !root; off=%d\n", regno, off);
11998                 return -EACCES;
11999         }
12000
12001         return 0;
12002 }
12003
12004 static int sanitize_check_bounds(struct bpf_verifier_env *env,
12005                                  const struct bpf_insn *insn,
12006                                  const struct bpf_reg_state *dst_reg)
12007 {
12008         u32 dst = insn->dst_reg;
12009
12010         /* For unprivileged we require that resulting offset must be in bounds
12011          * in order to be able to sanitize access later on.
12012          */
12013         if (env->bypass_spec_v1)
12014                 return 0;
12015
12016         switch (dst_reg->type) {
12017         case PTR_TO_STACK:
12018                 if (check_stack_access_for_ptr_arithmetic(env, dst, dst_reg,
12019                                         dst_reg->off + dst_reg->var_off.value))
12020                         return -EACCES;
12021                 break;
12022         case PTR_TO_MAP_VALUE:
12023                 if (check_map_access(env, dst, dst_reg->off, 1, false, ACCESS_HELPER)) {
12024                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic of map value goes out of range, "
12025                                 "prohibited for !root\n", dst);
12026                         return -EACCES;
12027                 }
12028                 break;
12029         default:
12030                 break;
12031         }
12032
12033         return 0;
12034 }
12035
12036 /* Handles arithmetic on a pointer and a scalar: computes new min/max and var_off.
12037  * Caller should also handle BPF_MOV case separately.
12038  * If we return -EACCES, caller may want to try again treating pointer as a
12039  * scalar.  So we only emit a diagnostic if !env->allow_ptr_leaks.
12040  */
12041 static int adjust_ptr_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12042                                    struct bpf_insn *insn,
12043                                    const struct bpf_reg_state *ptr_reg,
12044                                    const struct bpf_reg_state *off_reg)
12045 {
12046         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
12047         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
12048         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg;
12049         bool known = tnum_is_const(off_reg->var_off);
12050         s64 smin_val = off_reg->smin_value, smax_val = off_reg->smax_value,
12051             smin_ptr = ptr_reg->smin_value, smax_ptr = ptr_reg->smax_value;
12052         u64 umin_val = off_reg->umin_value, umax_val = off_reg->umax_value,
12053             umin_ptr = ptr_reg->umin_value, umax_ptr = ptr_reg->umax_value;
12054         struct bpf_sanitize_info info = {};
12055         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12056         u32 dst = insn->dst_reg;
12057         int ret;
12058
12059         dst_reg = &regs[dst];
12060
12061         if ((known && (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12062             smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12063                 /* Taint dst register if offset had invalid bounds derived from
12064                  * e.g. dead branches.
12065                  */
12066                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12067                 return 0;
12068         }
12069
12070         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64) {
12071                 /* 32-bit ALU ops on pointers produce (meaningless) scalars */
12072                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
12073                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12074                         return 0;
12075                 }
12076
12077                 verbose(env,
12078                         "R%d 32-bit pointer arithmetic prohibited\n",
12079                         dst);
12080                 return -EACCES;
12081         }
12082
12083         if (ptr_reg->type & PTR_MAYBE_NULL) {
12084                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited, null-check it first\n",
12085                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12086                 return -EACCES;
12087         }
12088
12089         switch (base_type(ptr_reg->type)) {
12090         case PTR_TO_FLOW_KEYS:
12091                 if (known)
12092                         break;
12093                 fallthrough;
12094         case CONST_PTR_TO_MAP:
12095                 /* smin_val represents the known value */
12096                 if (known && smin_val == 0 && opcode == BPF_ADD)
12097                         break;
12098                 fallthrough;
12099         case PTR_TO_PACKET_END:
12100         case PTR_TO_SOCKET:
12101         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
12102         case PTR_TO_TCP_SOCK:
12103         case PTR_TO_XDP_SOCK:
12104                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic on %s prohibited\n",
12105                         dst, reg_type_str(env, ptr_reg->type));
12106                 return -EACCES;
12107         default:
12108                 break;
12109         }
12110
12111         /* In case of 'scalar += pointer', dst_reg inherits pointer type and id.
12112          * The id may be overwritten later if we create a new variable offset.
12113          */
12114         dst_reg->type = ptr_reg->type;
12115         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12116
12117         if (!check_reg_sane_offset(env, off_reg, ptr_reg->type) ||
12118             !check_reg_sane_offset(env, ptr_reg, ptr_reg->type))
12119                 return -EINVAL;
12120
12121         /* pointer types do not carry 32-bit bounds at the moment. */
12122         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12123
12124         if (sanitize_needed(opcode)) {
12125                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, ptr_reg, off_reg, dst_reg,
12126                                        &info, false);
12127                 if (ret < 0)
12128                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12129         }
12130
12131         switch (opcode) {
12132         case BPF_ADD:
12133                 /* We can take a fixed offset as long as it doesn't overflow
12134                  * the s32 'off' field
12135                  */
12136                 if (known && (ptr_reg->off + smin_val ==
12137                               (s64)(s32)(ptr_reg->off + smin_val))) {
12138                         /* pointer += K.  Accumulate it into fixed offset */
12139                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12140                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12141                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12142                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12143                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12144                         dst_reg->off = ptr_reg->off + smin_val;
12145                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12146                         break;
12147                 }
12148                 /* A new variable offset is created.  Note that off_reg->off
12149                  * == 0, since it's a scalar.
12150                  * dst_reg gets the pointer type and since some positive
12151                  * integer value was added to the pointer, give it a new 'id'
12152                  * if it's a PTR_TO_PACKET.
12153                  * this creates a new 'base' pointer, off_reg (variable) gets
12154                  * added into the variable offset, and we copy the fixed offset
12155                  * from ptr_reg.
12156                  */
12157                 if (signed_add_overflows(smin_ptr, smin_val) ||
12158                     signed_add_overflows(smax_ptr, smax_val)) {
12159                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12160                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12161                 } else {
12162                         dst_reg->smin_value = smin_ptr + smin_val;
12163                         dst_reg->smax_value = smax_ptr + smax_val;
12164                 }
12165                 if (umin_ptr + umin_val < umin_ptr ||
12166                     umax_ptr + umax_val < umax_ptr) {
12167                         dst_reg->umin_value = 0;
12168                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12169                 } else {
12170                         dst_reg->umin_value = umin_ptr + umin_val;
12171                         dst_reg->umax_value = umax_ptr + umax_val;
12172                 }
12173                 dst_reg->var_off = tnum_add(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12174                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12175                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12176                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12177                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12178                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12179                         memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12180                 }
12181                 break;
12182         case BPF_SUB:
12183                 if (dst_reg == off_reg) {
12184                         /* scalar -= pointer.  Creates an unknown scalar */
12185                         verbose(env, "R%d tried to subtract pointer from scalar\n",
12186                                 dst);
12187                         return -EACCES;
12188                 }
12189                 /* We don't allow subtraction from FP, because (according to
12190                  * test_verifier.c test "invalid fp arithmetic", JITs might not
12191                  * be able to deal with it.
12192                  */
12193                 if (ptr_reg->type == PTR_TO_STACK) {
12194                         verbose(env, "R%d subtraction from stack pointer prohibited\n",
12195                                 dst);
12196                         return -EACCES;
12197                 }
12198                 if (known && (ptr_reg->off - smin_val ==
12199                               (s64)(s32)(ptr_reg->off - smin_val))) {
12200                         /* pointer -= K.  Subtract it from fixed offset */
12201                         dst_reg->smin_value = smin_ptr;
12202                         dst_reg->smax_value = smax_ptr;
12203                         dst_reg->umin_value = umin_ptr;
12204                         dst_reg->umax_value = umax_ptr;
12205                         dst_reg->var_off = ptr_reg->var_off;
12206                         dst_reg->id = ptr_reg->id;
12207                         dst_reg->off = ptr_reg->off - smin_val;
12208                         dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12209                         break;
12210                 }
12211                 /* A new variable offset is created.  If the subtrahend is known
12212                  * nonnegative, then any reg->range we had before is still good.
12213                  */
12214                 if (signed_sub_overflows(smin_ptr, smax_val) ||
12215                     signed_sub_overflows(smax_ptr, smin_val)) {
12216                         /* Overflow possible, we know nothing */
12217                         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12218                         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12219                 } else {
12220                         dst_reg->smin_value = smin_ptr - smax_val;
12221                         dst_reg->smax_value = smax_ptr - smin_val;
12222                 }
12223                 if (umin_ptr < umax_val) {
12224                         /* Overflow possible, we know nothing */
12225                         dst_reg->umin_value = 0;
12226                         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12227                 } else {
12228                         /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12229                         dst_reg->umin_value = umin_ptr - umax_val;
12230                         dst_reg->umax_value = umax_ptr - umin_val;
12231                 }
12232                 dst_reg->var_off = tnum_sub(ptr_reg->var_off, off_reg->var_off);
12233                 dst_reg->off = ptr_reg->off;
12234                 dst_reg->raw = ptr_reg->raw;
12235                 if (reg_is_pkt_pointer(ptr_reg)) {
12236                         dst_reg->id = ++env->id_gen;
12237                         /* something was added to pkt_ptr, set range to zero */
12238                         if (smin_val < 0)
12239                                 memset(&dst_reg->raw, 0, sizeof(dst_reg->raw));
12240                 }
12241                 break;
12242         case BPF_AND:
12243         case BPF_OR:
12244         case BPF_XOR:
12245                 /* bitwise ops on pointers are troublesome, prohibit. */
12246                 verbose(env, "R%d bitwise operator %s on pointer prohibited\n",
12247                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12248                 return -EACCES;
12249         default:
12250                 /* other operators (e.g. MUL,LSH) produce non-pointer results */
12251                 verbose(env, "R%d pointer arithmetic with %s operator prohibited\n",
12252                         dst, bpf_alu_string[opcode >> 4]);
12253                 return -EACCES;
12254         }
12255
12256         if (!check_reg_sane_offset(env, dst_reg, ptr_reg->type))
12257                 return -EINVAL;
12258         reg_bounds_sync(dst_reg);
12259         if (sanitize_check_bounds(env, insn, dst_reg) < 0)
12260                 return -EACCES;
12261         if (sanitize_needed(opcode)) {
12262                 ret = sanitize_ptr_alu(env, insn, dst_reg, off_reg, dst_reg,
12263                                        &info, true);
12264                 if (ret < 0)
12265                         return sanitize_err(env, insn, ret, off_reg, dst_reg);
12266         }
12267
12268         return 0;
12269 }
12270
12271 static void scalar32_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12272                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12273 {
12274         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12275         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12276         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12277         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12278
12279         if (signed_add32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smin_val) ||
12280             signed_add32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smax_val)) {
12281                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12282                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12283         } else {
12284                 dst_reg->s32_min_value += smin_val;
12285                 dst_reg->s32_max_value += smax_val;
12286         }
12287         if (dst_reg->u32_min_value + umin_val < umin_val ||
12288             dst_reg->u32_max_value + umax_val < umax_val) {
12289                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12290                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12291         } else {
12292                 dst_reg->u32_min_value += umin_val;
12293                 dst_reg->u32_max_value += umax_val;
12294         }
12295 }
12296
12297 static void scalar_min_max_add(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12298                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12299 {
12300         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12301         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12302         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12303         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12304
12305         if (signed_add_overflows(dst_reg->smin_value, smin_val) ||
12306             signed_add_overflows(dst_reg->smax_value, smax_val)) {
12307                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12308                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12309         } else {
12310                 dst_reg->smin_value += smin_val;
12311                 dst_reg->smax_value += smax_val;
12312         }
12313         if (dst_reg->umin_value + umin_val < umin_val ||
12314             dst_reg->umax_value + umax_val < umax_val) {
12315                 dst_reg->umin_value = 0;
12316                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12317         } else {
12318                 dst_reg->umin_value += umin_val;
12319                 dst_reg->umax_value += umax_val;
12320         }
12321 }
12322
12323 static void scalar32_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12324                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12325 {
12326         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12327         s32 smax_val = src_reg->s32_max_value;
12328         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12329         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12330
12331         if (signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_min_value, smax_val) ||
12332             signed_sub32_overflows(dst_reg->s32_max_value, smin_val)) {
12333                 /* Overflow possible, we know nothing */
12334                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12335                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12336         } else {
12337                 dst_reg->s32_min_value -= smax_val;
12338                 dst_reg->s32_max_value -= smin_val;
12339         }
12340         if (dst_reg->u32_min_value < umax_val) {
12341                 /* Overflow possible, we know nothing */
12342                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12343                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12344         } else {
12345                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12346                 dst_reg->u32_min_value -= umax_val;
12347                 dst_reg->u32_max_value -= umin_val;
12348         }
12349 }
12350
12351 static void scalar_min_max_sub(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12352                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12353 {
12354         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12355         s64 smax_val = src_reg->smax_value;
12356         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12357         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12358
12359         if (signed_sub_overflows(dst_reg->smin_value, smax_val) ||
12360             signed_sub_overflows(dst_reg->smax_value, smin_val)) {
12361                 /* Overflow possible, we know nothing */
12362                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12363                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12364         } else {
12365                 dst_reg->smin_value -= smax_val;
12366                 dst_reg->smax_value -= smin_val;
12367         }
12368         if (dst_reg->umin_value < umax_val) {
12369                 /* Overflow possible, we know nothing */
12370                 dst_reg->umin_value = 0;
12371                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12372         } else {
12373                 /* Cannot overflow (as long as bounds are consistent) */
12374                 dst_reg->umin_value -= umax_val;
12375                 dst_reg->umax_value -= umin_val;
12376         }
12377 }
12378
12379 static void scalar32_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12380                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12381 {
12382         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12383         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12384         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12385
12386         if (smin_val < 0 || dst_reg->s32_min_value < 0) {
12387                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12388                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12389                 return;
12390         }
12391         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12392          * copy the result to signed (unless it exceeds S32_MAX).
12393          */
12394         if (umax_val > U16_MAX || dst_reg->u32_max_value > U16_MAX) {
12395                 /* Potential overflow, we know nothing */
12396                 __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12397                 return;
12398         }
12399         dst_reg->u32_min_value *= umin_val;
12400         dst_reg->u32_max_value *= umax_val;
12401         if (dst_reg->u32_max_value > S32_MAX) {
12402                 /* Overflow possible, we know nothing */
12403                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12404                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12405         } else {
12406                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12407                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12408         }
12409 }
12410
12411 static void scalar_min_max_mul(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12412                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12413 {
12414         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12415         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12416         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12417
12418         if (smin_val < 0 || dst_reg->smin_value < 0) {
12419                 /* Ain't nobody got time to multiply that sign */
12420                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12421                 return;
12422         }
12423         /* Both values are positive, so we can work with unsigned and
12424          * copy the result to signed (unless it exceeds S64_MAX).
12425          */
12426         if (umax_val > U32_MAX || dst_reg->umax_value > U32_MAX) {
12427                 /* Potential overflow, we know nothing */
12428                 __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12429                 return;
12430         }
12431         dst_reg->umin_value *= umin_val;
12432         dst_reg->umax_value *= umax_val;
12433         if (dst_reg->umax_value > S64_MAX) {
12434                 /* Overflow possible, we know nothing */
12435                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12436                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12437         } else {
12438                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12439                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12440         }
12441 }
12442
12443 static void scalar32_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12444                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12445 {
12446         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12447         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12448         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12449         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12450         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12451
12452         if (src_known && dst_known) {
12453                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12454                 return;
12455         }
12456
12457         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12458          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12459          */
12460         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12461         dst_reg->u32_max_value = min(dst_reg->u32_max_value, umax_val);
12462         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12463                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12464                  * ain't nobody got time for that.
12465                  */
12466                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12467                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12468         } else {
12469                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12470                  * cast result into s64.
12471                  */
12472                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12473                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12474         }
12475 }
12476
12477 static void scalar_min_max_and(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12478                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12479 {
12480         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12481         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12482         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12483         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12484
12485         if (src_known && dst_known) {
12486                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12487                 return;
12488         }
12489
12490         /* We get our minimum from the var_off, since that's inherently
12491          * bitwise.  Our maximum is the minimum of the operands' maxima.
12492          */
12493         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12494         dst_reg->umax_value = min(dst_reg->umax_value, umax_val);
12495         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12496                 /* Lose signed bounds when ANDing negative numbers,
12497                  * ain't nobody got time for that.
12498                  */
12499                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12500                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12501         } else {
12502                 /* ANDing two positives gives a positive, so safe to
12503                  * cast result into s64.
12504                  */
12505                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12506                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12507         }
12508         /* We may learn something more from the var_off */
12509         __update_reg_bounds(dst_reg);
12510 }
12511
12512 static void scalar32_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12513                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12514 {
12515         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12516         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12517         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12518         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12519         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12520
12521         if (src_known && dst_known) {
12522                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12523                 return;
12524         }
12525
12526         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12527          * maximum of the operands' minima
12528          */
12529         dst_reg->u32_min_value = max(dst_reg->u32_min_value, umin_val);
12530         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12531         if (dst_reg->s32_min_value < 0 || smin_val < 0) {
12532                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12533                  * ain't nobody got time for that.
12534                  */
12535                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12536                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12537         } else {
12538                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12539                  * cast result into s64.
12540                  */
12541                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12542                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12543         }
12544 }
12545
12546 static void scalar_min_max_or(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12547                               struct bpf_reg_state *src_reg)
12548 {
12549         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12550         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12551         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12552         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12553
12554         if (src_known && dst_known) {
12555                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12556                 return;
12557         }
12558
12559         /* We get our maximum from the var_off, and our minimum is the
12560          * maximum of the operands' minima
12561          */
12562         dst_reg->umin_value = max(dst_reg->umin_value, umin_val);
12563         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12564         if (dst_reg->smin_value < 0 || smin_val < 0) {
12565                 /* Lose signed bounds when ORing negative numbers,
12566                  * ain't nobody got time for that.
12567                  */
12568                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12569                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12570         } else {
12571                 /* ORing two positives gives a positive, so safe to
12572                  * cast result into s64.
12573                  */
12574                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12575                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12576         }
12577         /* We may learn something more from the var_off */
12578         __update_reg_bounds(dst_reg);
12579 }
12580
12581 static void scalar32_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12582                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12583 {
12584         bool src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg->var_off);
12585         bool dst_known = tnum_subreg_is_const(dst_reg->var_off);
12586         struct tnum var32_off = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12587         s32 smin_val = src_reg->s32_min_value;
12588
12589         if (src_known && dst_known) {
12590                 __mark_reg32_known(dst_reg, var32_off.value);
12591                 return;
12592         }
12593
12594         /* We get both minimum and maximum from the var32_off. */
12595         dst_reg->u32_min_value = var32_off.value;
12596         dst_reg->u32_max_value = var32_off.value | var32_off.mask;
12597
12598         if (dst_reg->s32_min_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12599                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12600                  * so safe to cast u32 result into s32.
12601                  */
12602                 dst_reg->s32_min_value = dst_reg->u32_min_value;
12603                 dst_reg->s32_max_value = dst_reg->u32_max_value;
12604         } else {
12605                 dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12606                 dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12607         }
12608 }
12609
12610 static void scalar_min_max_xor(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12611                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12612 {
12613         bool src_known = tnum_is_const(src_reg->var_off);
12614         bool dst_known = tnum_is_const(dst_reg->var_off);
12615         s64 smin_val = src_reg->smin_value;
12616
12617         if (src_known && dst_known) {
12618                 /* dst_reg->var_off.value has been updated earlier */
12619                 __mark_reg_known(dst_reg, dst_reg->var_off.value);
12620                 return;
12621         }
12622
12623         /* We get both minimum and maximum from the var_off. */
12624         dst_reg->umin_value = dst_reg->var_off.value;
12625         dst_reg->umax_value = dst_reg->var_off.value | dst_reg->var_off.mask;
12626
12627         if (dst_reg->smin_value >= 0 && smin_val >= 0) {
12628                 /* XORing two positive sign numbers gives a positive,
12629                  * so safe to cast u64 result into s64.
12630                  */
12631                 dst_reg->smin_value = dst_reg->umin_value;
12632                 dst_reg->smax_value = dst_reg->umax_value;
12633         } else {
12634                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12635                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12636         }
12637
12638         __update_reg_bounds(dst_reg);
12639 }
12640
12641 static void __scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12642                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12643 {
12644         /* We lose all sign bit information (except what we can pick
12645          * up from var_off)
12646          */
12647         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12648         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12649         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12650         if (umax_val > 31 || dst_reg->u32_max_value > 1ULL << (31 - umax_val)) {
12651                 dst_reg->u32_min_value = 0;
12652                 dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12653         } else {
12654                 dst_reg->u32_min_value <<= umin_val;
12655                 dst_reg->u32_max_value <<= umax_val;
12656         }
12657 }
12658
12659 static void scalar32_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12660                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12661 {
12662         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12663         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12664         /* u32 alu operation will zext upper bits */
12665         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12666
12667         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12668         dst_reg->var_off = tnum_subreg(tnum_lshift(subreg, umin_val));
12669         /* Not required but being careful mark reg64 bounds as unknown so
12670          * that we are forced to pick them up from tnum and zext later and
12671          * if some path skips this step we are still safe.
12672          */
12673         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12674         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12675 }
12676
12677 static void __scalar64_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12678                                    u64 umin_val, u64 umax_val)
12679 {
12680         /* Special case <<32 because it is a common compiler pattern to sign
12681          * extend subreg by doing <<32 s>>32. In this case if 32bit bounds are
12682          * positive we know this shift will also be positive so we can track
12683          * bounds correctly. Otherwise we lose all sign bit information except
12684          * what we can pick up from var_off. Perhaps we can generalize this
12685          * later to shifts of any length.
12686          */
12687         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_max_value >= 0)
12688                 dst_reg->smax_value = (s64)dst_reg->s32_max_value << 32;
12689         else
12690                 dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12691
12692         if (umin_val == 32 && umax_val == 32 && dst_reg->s32_min_value >= 0)
12693                 dst_reg->smin_value = (s64)dst_reg->s32_min_value << 32;
12694         else
12695                 dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12696
12697         /* If we might shift our top bit out, then we know nothing */
12698         if (dst_reg->umax_value > 1ULL << (63 - umax_val)) {
12699                 dst_reg->umin_value = 0;
12700                 dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12701         } else {
12702                 dst_reg->umin_value <<= umin_val;
12703                 dst_reg->umax_value <<= umax_val;
12704         }
12705 }
12706
12707 static void scalar_min_max_lsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12708                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12709 {
12710         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12711         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12712
12713         /* scalar64 calc uses 32bit unshifted bounds so must be called first */
12714         __scalar64_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12715         __scalar32_min_max_lsh(dst_reg, umin_val, umax_val);
12716
12717         dst_reg->var_off = tnum_lshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12718         /* We may learn something more from the var_off */
12719         __update_reg_bounds(dst_reg);
12720 }
12721
12722 static void scalar32_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12723                                  struct bpf_reg_state *src_reg)
12724 {
12725         struct tnum subreg = tnum_subreg(dst_reg->var_off);
12726         u32 umax_val = src_reg->u32_max_value;
12727         u32 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12728
12729         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12730          * be negative, then either:
12731          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12732          *    unknown, so we lose our signed bounds
12733          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12734          *    signed bounds
12735          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12736          *    about the result
12737          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12738          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12739          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12740          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12741          * var_off of the result.
12742          */
12743         dst_reg->s32_min_value = S32_MIN;
12744         dst_reg->s32_max_value = S32_MAX;
12745
12746         dst_reg->var_off = tnum_rshift(subreg, umin_val);
12747         dst_reg->u32_min_value >>= umax_val;
12748         dst_reg->u32_max_value >>= umin_val;
12749
12750         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12751         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12752 }
12753
12754 static void scalar_min_max_rsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12755                                struct bpf_reg_state *src_reg)
12756 {
12757         u64 umax_val = src_reg->umax_value;
12758         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12759
12760         /* BPF_RSH is an unsigned shift.  If the value in dst_reg might
12761          * be negative, then either:
12762          * 1) src_reg might be zero, so the sign bit of the result is
12763          *    unknown, so we lose our signed bounds
12764          * 2) it's known negative, thus the unsigned bounds capture the
12765          *    signed bounds
12766          * 3) the signed bounds cross zero, so they tell us nothing
12767          *    about the result
12768          * If the value in dst_reg is known nonnegative, then again the
12769          * unsigned bounds capture the signed bounds.
12770          * Thus, in all cases it suffices to blow away our signed bounds
12771          * and rely on inferring new ones from the unsigned bounds and
12772          * var_off of the result.
12773          */
12774         dst_reg->smin_value = S64_MIN;
12775         dst_reg->smax_value = S64_MAX;
12776         dst_reg->var_off = tnum_rshift(dst_reg->var_off, umin_val);
12777         dst_reg->umin_value >>= umax_val;
12778         dst_reg->umax_value >>= umin_val;
12779
12780         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12781          * on bits being shifted in. Take easy way out and mark unbounded
12782          * so we can recalculate later from tnum.
12783          */
12784         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12785         __update_reg_bounds(dst_reg);
12786 }
12787
12788 static void scalar32_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12789                                   struct bpf_reg_state *src_reg)
12790 {
12791         u64 umin_val = src_reg->u32_min_value;
12792
12793         /* Upon reaching here, src_known is true and
12794          * umax_val is equal to umin_val.
12795          */
12796         dst_reg->s32_min_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_min_value) >> umin_val);
12797         dst_reg->s32_max_value = (u32)(((s32)dst_reg->s32_max_value) >> umin_val);
12798
12799         dst_reg->var_off = tnum_arshift(tnum_subreg(dst_reg->var_off), umin_val, 32);
12800
12801         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12802          * dst_reg var_off to refine the result.
12803          */
12804         dst_reg->u32_min_value = 0;
12805         dst_reg->u32_max_value = U32_MAX;
12806
12807         __mark_reg64_unbounded(dst_reg);
12808         __update_reg32_bounds(dst_reg);
12809 }
12810
12811 static void scalar_min_max_arsh(struct bpf_reg_state *dst_reg,
12812                                 struct bpf_reg_state *src_reg)
12813 {
12814         u64 umin_val = src_reg->umin_value;
12815
12816         /* Upon reaching here, src_known is true and umax_val is equal
12817          * to umin_val.
12818          */
12819         dst_reg->smin_value >>= umin_val;
12820         dst_reg->smax_value >>= umin_val;
12821
12822         dst_reg->var_off = tnum_arshift(dst_reg->var_off, umin_val, 64);
12823
12824         /* blow away the dst_reg umin_value/umax_value and rely on
12825          * dst_reg var_off to refine the result.
12826          */
12827         dst_reg->umin_value = 0;
12828         dst_reg->umax_value = U64_MAX;
12829
12830         /* Its not easy to operate on alu32 bounds here because it depends
12831          * on bits being shifted in from upper 32-bits. Take easy way out
12832          * and mark unbounded so we can recalculate later from tnum.
12833          */
12834         __mark_reg32_unbounded(dst_reg);
12835         __update_reg_bounds(dst_reg);
12836 }
12837
12838 /* WARNING: This function does calculations on 64-bit values, but the actual
12839  * execution may occur on 32-bit values. Therefore, things like bitshifts
12840  * need extra checks in the 32-bit case.
12841  */
12842 static int adjust_scalar_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
12843                                       struct bpf_insn *insn,
12844                                       struct bpf_reg_state *dst_reg,
12845                                       struct bpf_reg_state src_reg)
12846 {
12847         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
12848         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
12849         bool src_known;
12850         s64 smin_val, smax_val;
12851         u64 umin_val, umax_val;
12852         s32 s32_min_val, s32_max_val;
12853         u32 u32_min_val, u32_max_val;
12854         u64 insn_bitness = (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) ? 64 : 32;
12855         bool alu32 = (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_ALU64);
12856         int ret;
12857
12858         smin_val = src_reg.smin_value;
12859         smax_val = src_reg.smax_value;
12860         umin_val = src_reg.umin_value;
12861         umax_val = src_reg.umax_value;
12862
12863         s32_min_val = src_reg.s32_min_value;
12864         s32_max_val = src_reg.s32_max_value;
12865         u32_min_val = src_reg.u32_min_value;
12866         u32_max_val = src_reg.u32_max_value;
12867
12868         if (alu32) {
12869                 src_known = tnum_subreg_is_const(src_reg.var_off);
12870                 if ((src_known &&
12871                      (s32_min_val != s32_max_val || u32_min_val != u32_max_val)) ||
12872                     s32_min_val > s32_max_val || u32_min_val > u32_max_val) {
12873                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12874                          * derived from e.g. dead branches.
12875                          */
12876                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12877                         return 0;
12878                 }
12879         } else {
12880                 src_known = tnum_is_const(src_reg.var_off);
12881                 if ((src_known &&
12882                      (smin_val != smax_val || umin_val != umax_val)) ||
12883                     smin_val > smax_val || umin_val > umax_val) {
12884                         /* Taint dst register if offset had invalid bounds
12885                          * derived from e.g. dead branches.
12886                          */
12887                         __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12888                         return 0;
12889                 }
12890         }
12891
12892         if (!src_known &&
12893             opcode != BPF_ADD && opcode != BPF_SUB && opcode != BPF_AND) {
12894                 __mark_reg_unknown(env, dst_reg);
12895                 return 0;
12896         }
12897
12898         if (sanitize_needed(opcode)) {
12899                 ret = sanitize_val_alu(env, insn);
12900                 if (ret < 0)
12901                         return sanitize_err(env, insn, ret, NULL, NULL);
12902         }
12903
12904         /* Calculate sign/unsigned bounds and tnum for alu32 and alu64 bit ops.
12905          * There are two classes of instructions: The first class we track both
12906          * alu32 and alu64 sign/unsigned bounds independently this provides the
12907          * greatest amount of precision when alu operations are mixed with jmp32
12908          * operations. These operations are BPF_ADD, BPF_SUB, BPF_MUL, BPF_ADD,
12909          * and BPF_OR. This is possible because these ops have fairly easy to
12910          * understand and calculate behavior in both 32-bit and 64-bit alu ops.
12911          * See alu32 verifier tests for examples. The second class of
12912          * operations, BPF_LSH, BPF_RSH, and BPF_ARSH, however are not so easy
12913          * with regards to tracking sign/unsigned bounds because the bits may
12914          * cross subreg boundaries in the alu64 case. When this happens we mark
12915          * the reg unbounded in the subreg bound space and use the resulting
12916          * tnum to calculate an approximation of the sign/unsigned bounds.
12917          */
12918         switch (opcode) {
12919         case BPF_ADD:
12920                 scalar32_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12921                 scalar_min_max_add(dst_reg, &src_reg);
12922                 dst_reg->var_off = tnum_add(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12923                 break;
12924         case BPF_SUB:
12925                 scalar32_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12926                 scalar_min_max_sub(dst_reg, &src_reg);
12927                 dst_reg->var_off = tnum_sub(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12928                 break;
12929         case BPF_MUL:
12930                 dst_reg->var_off = tnum_mul(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12931                 scalar32_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12932                 scalar_min_max_mul(dst_reg, &src_reg);
12933                 break;
12934         case BPF_AND:
12935                 dst_reg->var_off = tnum_and(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12936                 scalar32_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12937                 scalar_min_max_and(dst_reg, &src_reg);
12938                 break;
12939         case BPF_OR:
12940                 dst_reg->var_off = tnum_or(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12941                 scalar32_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12942                 scalar_min_max_or(dst_reg, &src_reg);
12943                 break;
12944         case BPF_XOR:
12945                 dst_reg->var_off = tnum_xor(dst_reg->var_off, src_reg.var_off);
12946                 scalar32_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12947                 scalar_min_max_xor(dst_reg, &src_reg);
12948                 break;
12949         case BPF_LSH:
12950                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12951                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12952                          * This includes shifts by a negative number.
12953                          */
12954                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12955                         break;
12956                 }
12957                 if (alu32)
12958                         scalar32_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12959                 else
12960                         scalar_min_max_lsh(dst_reg, &src_reg);
12961                 break;
12962         case BPF_RSH:
12963                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12964                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12965                          * This includes shifts by a negative number.
12966                          */
12967                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12968                         break;
12969                 }
12970                 if (alu32)
12971                         scalar32_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12972                 else
12973                         scalar_min_max_rsh(dst_reg, &src_reg);
12974                 break;
12975         case BPF_ARSH:
12976                 if (umax_val >= insn_bitness) {
12977                         /* Shifts greater than 31 or 63 are undefined.
12978                          * This includes shifts by a negative number.
12979                          */
12980                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12981                         break;
12982                 }
12983                 if (alu32)
12984                         scalar32_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12985                 else
12986                         scalar_min_max_arsh(dst_reg, &src_reg);
12987                 break;
12988         default:
12989                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
12990                 break;
12991         }
12992
12993         /* ALU32 ops are zero extended into 64bit register */
12994         if (alu32)
12995                 zext_32_to_64(dst_reg);
12996         reg_bounds_sync(dst_reg);
12997         return 0;
12998 }
12999
13000 /* Handles ALU ops other than BPF_END, BPF_NEG and BPF_MOV: computes new min/max
13001  * and var_off.
13002  */
13003 static int adjust_reg_min_max_vals(struct bpf_verifier_env *env,
13004                                    struct bpf_insn *insn)
13005 {
13006         struct bpf_verifier_state *vstate = env->cur_state;
13007         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13008         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *dst_reg, *src_reg;
13009         struct bpf_reg_state *ptr_reg = NULL, off_reg = {0};
13010         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13011         int err;
13012
13013         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
13014         src_reg = NULL;
13015         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE)
13016                 ptr_reg = dst_reg;
13017         else
13018                 /* Make sure ID is cleared otherwise dst_reg min/max could be
13019                  * incorrectly propagated into other registers by find_equal_scalars()
13020                  */
13021                 dst_reg->id = 0;
13022         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13023                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
13024                 if (src_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13025                         if (dst_reg->type != SCALAR_VALUE) {
13026                                 /* Combining two pointers by any ALU op yields
13027                                  * an arbitrary scalar. Disallow all math except
13028                                  * pointer subtraction
13029                                  */
13030                                 if (opcode == BPF_SUB && env->allow_ptr_leaks) {
13031                                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13032                                         return 0;
13033                                 }
13034                                 verbose(env, "R%d pointer %s pointer prohibited\n",
13035                                         insn->dst_reg,
13036                                         bpf_alu_string[opcode >> 4]);
13037                                 return -EACCES;
13038                         } else {
13039                                 /* scalar += pointer
13040                                  * This is legal, but we have to reverse our
13041                                  * src/dest handling in computing the range
13042                                  */
13043                                 err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
13044                                 if (err)
13045                                         return err;
13046                                 return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13047                                                                src_reg, dst_reg);
13048                         }
13049                 } else if (ptr_reg) {
13050                         /* pointer += scalar */
13051                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13052                         if (err)
13053                                 return err;
13054                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13055                                                        dst_reg, src_reg);
13056                 } else if (dst_reg->precise) {
13057                         /* if dst_reg is precise, src_reg should be precise as well */
13058                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
13059                         if (err)
13060                                 return err;
13061                 }
13062         } else {
13063                 /* Pretend the src is a reg with a known value, since we only
13064                  * need to be able to read from this state.
13065                  */
13066                 off_reg.type = SCALAR_VALUE;
13067                 __mark_reg_known(&off_reg, insn->imm);
13068                 src_reg = &off_reg;
13069                 if (ptr_reg) /* pointer += K */
13070                         return adjust_ptr_min_max_vals(env, insn,
13071                                                        ptr_reg, src_reg);
13072         }
13073
13074         /* Got here implies adding two SCALAR_VALUEs */
13075         if (WARN_ON_ONCE(ptr_reg)) {
13076                 print_verifier_state(env, state, true);
13077                 verbose(env, "verifier internal error: unexpected ptr_reg\n");
13078                 return -EINVAL;
13079         }
13080         if (WARN_ON(!src_reg)) {
13081                 print_verifier_state(env, state, true);
13082                 verbose(env, "verifier internal error: no src_reg\n");
13083                 return -EINVAL;
13084         }
13085         return adjust_scalar_min_max_vals(env, insn, dst_reg, *src_reg);
13086 }
13087
13088 /* check validity of 32-bit and 64-bit arithmetic operations */
13089 static int check_alu_op(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
13090 {
13091         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
13092         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
13093         int err;
13094
13095         if (opcode == BPF_END || opcode == BPF_NEG) {
13096                 if (opcode == BPF_NEG) {
13097                         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
13098                             insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
13099                             insn->off != 0 || insn->imm != 0) {
13100                                 verbose(env, "BPF_NEG uses reserved fields\n");
13101                                 return -EINVAL;
13102                         }
13103                 } else {
13104                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
13105                             (insn->imm != 16 && insn->imm != 32 && insn->imm != 64) ||
13106                             (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 &&
13107                              BPF_SRC(insn->code) != BPF_TO_LE)) {
13108                                 verbose(env, "BPF_END uses reserved fields\n");
13109                                 return -EINVAL;
13110                         }
13111                 }
13112
13113                 /* check src operand */
13114                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13115                 if (err)
13116                         return err;
13117
13118                 if (is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
13119                         verbose(env, "R%d pointer arithmetic prohibited\n",
13120                                 insn->dst_reg);
13121                         return -EACCES;
13122                 }
13123
13124                 /* check dest operand */
13125                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
13126                 if (err)
13127                         return err;
13128
13129         } else if (opcode == BPF_MOV) {
13130
13131                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13132                         if (insn->imm != 0) {
13133                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13134                                 return -EINVAL;
13135                         }
13136
13137                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU) {
13138                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16) {
13139                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13140                                         return -EINVAL;
13141                                 }
13142                         } else {
13143                                 if (insn->off != 0 && insn->off != 8 && insn->off != 16 &&
13144                                     insn->off != 32) {
13145                                         verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13146                                         return -EINVAL;
13147                                 }
13148                         }
13149
13150                         /* check src operand */
13151                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13152                         if (err)
13153                                 return err;
13154                 } else {
13155                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0) {
13156                                 verbose(env, "BPF_MOV uses reserved fields\n");
13157                                 return -EINVAL;
13158                         }
13159                 }
13160
13161                 /* check dest operand, mark as required later */
13162                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13163                 if (err)
13164                         return err;
13165
13166                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13167                         struct bpf_reg_state *src_reg = regs + insn->src_reg;
13168                         struct bpf_reg_state *dst_reg = regs + insn->dst_reg;
13169                         bool need_id = src_reg->type == SCALAR_VALUE && !src_reg->id &&
13170                                        !tnum_is_const(src_reg->var_off);
13171
13172                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13173                                 if (insn->off == 0) {
13174                                         /* case: R1 = R2
13175                                          * copy register state to dest reg
13176                                          */
13177                                         if (need_id)
13178                                                 /* Assign src and dst registers the same ID
13179                                                  * that will be used by find_equal_scalars()
13180                                                  * to propagate min/max range.
13181                                                  */
13182                                                 src_reg->id = ++env->id_gen;
13183                                         copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13184                                         dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13185                                         dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13186                                 } else {
13187                                         /* case: R1 = (s8, s16 s32)R2 */
13188                                         if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13189                                                 verbose(env,
13190                                                         "R%d sign-extension part of pointer\n",
13191                                                         insn->src_reg);
13192                                                 return -EACCES;
13193                                         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13194                                                 bool no_sext;
13195
13196                                                 no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13197                                                 if (no_sext && need_id)
13198                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13199                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13200                                                 if (!no_sext)
13201                                                         dst_reg->id = 0;
13202                                                 coerce_reg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13203                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13204                                                 dst_reg->subreg_def = DEF_NOT_SUBREG;
13205                                         } else {
13206                                                 mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13207                                         }
13208                                 }
13209                         } else {
13210                                 /* R1 = (u32) R2 */
13211                                 if (is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
13212                                         verbose(env,
13213                                                 "R%d partial copy of pointer\n",
13214                                                 insn->src_reg);
13215                                         return -EACCES;
13216                                 } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
13217                                         if (insn->off == 0) {
13218                                                 bool is_src_reg_u32 = src_reg->umax_value <= U32_MAX;
13219
13220                                                 if (is_src_reg_u32 && need_id)
13221                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13222                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13223                                                 /* Make sure ID is cleared if src_reg is not in u32
13224                                                  * range otherwise dst_reg min/max could be incorrectly
13225                                                  * propagated into src_reg by find_equal_scalars()
13226                                                  */
13227                                                 if (!is_src_reg_u32)
13228                                                         dst_reg->id = 0;
13229                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13230                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13231                                         } else {
13232                                                 /* case: W1 = (s8, s16)W2 */
13233                                                 bool no_sext = src_reg->umax_value < (1ULL << (insn->off - 1));
13234
13235                                                 if (no_sext && need_id)
13236                                                         src_reg->id = ++env->id_gen;
13237                                                 copy_register_state(dst_reg, src_reg);
13238                                                 if (!no_sext)
13239                                                         dst_reg->id = 0;
13240                                                 dst_reg->live |= REG_LIVE_WRITTEN;
13241                                                 dst_reg->subreg_def = env->insn_idx + 1;
13242                                                 coerce_subreg_to_size_sx(dst_reg, insn->off >> 3);
13243                                         }
13244                                 } else {
13245                                         mark_reg_unknown(env, regs,
13246                                                          insn->dst_reg);
13247                                 }
13248                                 zext_32_to_64(dst_reg);
13249                                 reg_bounds_sync(dst_reg);
13250                         }
13251                 } else {
13252                         /* case: R = imm
13253                          * remember the value we stored into this reg
13254                          */
13255                         /* clear any state __mark_reg_known doesn't set */
13256                         mark_reg_unknown(env, regs, insn->dst_reg);
13257                         regs[insn->dst_reg].type = SCALAR_VALUE;
13258                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64) {
13259                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13260                                                  insn->imm);
13261                         } else {
13262                                 __mark_reg_known(regs + insn->dst_reg,
13263                                                  (u32)insn->imm);
13264                         }
13265                 }
13266
13267         } else if (opcode > BPF_END) {
13268                 verbose(env, "invalid BPF_ALU opcode %x\n", opcode);
13269                 return -EINVAL;
13270
13271         } else {        /* all other ALU ops: and, sub, xor, add, ... */
13272
13273                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
13274                         if (insn->imm != 0 || insn->off > 1 ||
13275                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13276                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13277                                 return -EINVAL;
13278                         }
13279                         /* check src1 operand */
13280                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
13281                         if (err)
13282                                 return err;
13283                 } else {
13284                         if (insn->src_reg != BPF_REG_0 || insn->off > 1 ||
13285                             (insn->off == 1 && opcode != BPF_MOD && opcode != BPF_DIV)) {
13286                                 verbose(env, "BPF_ALU uses reserved fields\n");
13287                                 return -EINVAL;
13288                         }
13289                 }
13290
13291                 /* check src2 operand */
13292                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
13293                 if (err)
13294                         return err;
13295
13296                 if ((opcode == BPF_MOD || opcode == BPF_DIV) &&
13297                     BPF_SRC(insn->code) == BPF_K && insn->imm == 0) {
13298                         verbose(env, "div by zero\n");
13299                         return -EINVAL;
13300                 }
13301
13302                 if ((opcode == BPF_LSH || opcode == BPF_RSH ||
13303                      opcode == BPF_ARSH) && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
13304                         int size = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64 ? 64 : 32;
13305
13306                         if (insn->imm < 0 || insn->imm >= size) {
13307                                 verbose(env, "invalid shift %d\n", insn->imm);
13308                                 return -EINVAL;
13309                         }
13310                 }
13311
13312                 /* check dest operand */
13313                 err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
13314                 if (err)
13315                         return err;
13316
13317                 return adjust_reg_min_max_vals(env, insn);
13318         }
13319
13320         return 0;
13321 }
13322
13323 static void find_good_pkt_pointers(struct bpf_verifier_state *vstate,
13324                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13325                                    enum bpf_reg_type type,
13326                                    bool range_right_open)
13327 {
13328         struct bpf_func_state *state;
13329         struct bpf_reg_state *reg;
13330         int new_range;
13331
13332         if (dst_reg->off < 0 ||
13333             (dst_reg->off == 0 && range_right_open))
13334                 /* This doesn't give us any range */
13335                 return;
13336
13337         if (dst_reg->umax_value > MAX_PACKET_OFF ||
13338             dst_reg->umax_value + dst_reg->off > MAX_PACKET_OFF)
13339                 /* Risk of overflow.  For instance, ptr + (1<<63) may be less
13340                  * than pkt_end, but that's because it's also less than pkt.
13341                  */
13342                 return;
13343
13344         new_range = dst_reg->off;
13345         if (range_right_open)
13346                 new_range++;
13347
13348         /* Examples for register markings:
13349          *
13350          * pkt_data in dst register:
13351          *
13352          *   r2 = r3;
13353          *   r2 += 8;
13354          *   if (r2 > pkt_end) goto <handle exception>
13355          *   <access okay>
13356          *
13357          *   r2 = r3;
13358          *   r2 += 8;
13359          *   if (r2 < pkt_end) goto <access okay>
13360          *   <handle exception>
13361          *
13362          *   Where:
13363          *     r2 == dst_reg, pkt_end == src_reg
13364          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13365          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13366          *
13367          * pkt_data in src register:
13368          *
13369          *   r2 = r3;
13370          *   r2 += 8;
13371          *   if (pkt_end >= r2) goto <access okay>
13372          *   <handle exception>
13373          *
13374          *   r2 = r3;
13375          *   r2 += 8;
13376          *   if (pkt_end <= r2) goto <handle exception>
13377          *   <access okay>
13378          *
13379          *   Where:
13380          *     pkt_end == dst_reg, r2 == src_reg
13381          *     r2=pkt(id=n,off=8,r=0)
13382          *     r3=pkt(id=n,off=0,r=0)
13383          *
13384          * Find register r3 and mark its range as r3=pkt(id=n,off=0,r=8)
13385          * or r3=pkt(id=n,off=0,r=8-1), so that range of bytes [r3, r3 + 8)
13386          * and [r3, r3 + 8-1) respectively is safe to access depending on
13387          * the check.
13388          */
13389
13390         /* If our ids match, then we must have the same max_value.  And we
13391          * don't care about the other reg's fixed offset, since if it's too big
13392          * the range won't allow anything.
13393          * dst_reg->off is known < MAX_PACKET_OFF, therefore it fits in a u16.
13394          */
13395         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13396                 if (reg->type == type && reg->id == dst_reg->id)
13397                         /* keep the maximum range already checked */
13398                         reg->range = max(reg->range, new_range);
13399         }));
13400 }
13401
13402 static int is_branch32_taken(struct bpf_reg_state *reg, u32 val, u8 opcode)
13403 {
13404         struct tnum subreg = tnum_subreg(reg->var_off);
13405         s32 sval = (s32)val;
13406
13407         switch (opcode) {
13408         case BPF_JEQ:
13409                 if (tnum_is_const(subreg))
13410                         return !!tnum_equals_const(subreg, val);
13411                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13412                         return 0;
13413                 break;
13414         case BPF_JNE:
13415                 if (tnum_is_const(subreg))
13416                         return !tnum_equals_const(subreg, val);
13417                 else if (val < reg->u32_min_value || val > reg->u32_max_value)
13418                         return 1;
13419                 break;
13420         case BPF_JSET:
13421                 if ((~subreg.mask & subreg.value) & val)
13422                         return 1;
13423                 if (!((subreg.mask | subreg.value) & val))
13424                         return 0;
13425                 break;
13426         case BPF_JGT:
13427                 if (reg->u32_min_value > val)
13428                         return 1;
13429                 else if (reg->u32_max_value <= val)
13430                         return 0;
13431                 break;
13432         case BPF_JSGT:
13433                 if (reg->s32_min_value > sval)
13434                         return 1;
13435                 else if (reg->s32_max_value <= sval)
13436                         return 0;
13437                 break;
13438         case BPF_JLT:
13439                 if (reg->u32_max_value < val)
13440                         return 1;
13441                 else if (reg->u32_min_value >= val)
13442                         return 0;
13443                 break;
13444         case BPF_JSLT:
13445                 if (reg->s32_max_value < sval)
13446                         return 1;
13447                 else if (reg->s32_min_value >= sval)
13448                         return 0;
13449                 break;
13450         case BPF_JGE:
13451                 if (reg->u32_min_value >= val)
13452                         return 1;
13453                 else if (reg->u32_max_value < val)
13454                         return 0;
13455                 break;
13456         case BPF_JSGE:
13457                 if (reg->s32_min_value >= sval)
13458                         return 1;
13459                 else if (reg->s32_max_value < sval)
13460                         return 0;
13461                 break;
13462         case BPF_JLE:
13463                 if (reg->u32_max_value <= val)
13464                         return 1;
13465                 else if (reg->u32_min_value > val)
13466                         return 0;
13467                 break;
13468         case BPF_JSLE:
13469                 if (reg->s32_max_value <= sval)
13470                         return 1;
13471                 else if (reg->s32_min_value > sval)
13472                         return 0;
13473                 break;
13474         }
13475
13476         return -1;
13477 }
13478
13479
13480 static int is_branch64_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode)
13481 {
13482         s64 sval = (s64)val;
13483
13484         switch (opcode) {
13485         case BPF_JEQ:
13486                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13487                         return !!tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13488                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13489                         return 0;
13490                 break;
13491         case BPF_JNE:
13492                 if (tnum_is_const(reg->var_off))
13493                         return !tnum_equals_const(reg->var_off, val);
13494                 else if (val < reg->umin_value || val > reg->umax_value)
13495                         return 1;
13496                 break;
13497         case BPF_JSET:
13498                 if ((~reg->var_off.mask & reg->var_off.value) & val)
13499                         return 1;
13500                 if (!((reg->var_off.mask | reg->var_off.value) & val))
13501                         return 0;
13502                 break;
13503         case BPF_JGT:
13504                 if (reg->umin_value > val)
13505                         return 1;
13506                 else if (reg->umax_value <= val)
13507                         return 0;
13508                 break;
13509         case BPF_JSGT:
13510                 if (reg->smin_value > sval)
13511                         return 1;
13512                 else if (reg->smax_value <= sval)
13513                         return 0;
13514                 break;
13515         case BPF_JLT:
13516                 if (reg->umax_value < val)
13517                         return 1;
13518                 else if (reg->umin_value >= val)
13519                         return 0;
13520                 break;
13521         case BPF_JSLT:
13522                 if (reg->smax_value < sval)
13523                         return 1;
13524                 else if (reg->smin_value >= sval)
13525                         return 0;
13526                 break;
13527         case BPF_JGE:
13528                 if (reg->umin_value >= val)
13529                         return 1;
13530                 else if (reg->umax_value < val)
13531                         return 0;
13532                 break;
13533         case BPF_JSGE:
13534                 if (reg->smin_value >= sval)
13535                         return 1;
13536                 else if (reg->smax_value < sval)
13537                         return 0;
13538                 break;
13539         case BPF_JLE:
13540                 if (reg->umax_value <= val)
13541                         return 1;
13542                 else if (reg->umin_value > val)
13543                         return 0;
13544                 break;
13545         case BPF_JSLE:
13546                 if (reg->smax_value <= sval)
13547                         return 1;
13548                 else if (reg->smin_value > sval)
13549                         return 0;
13550                 break;
13551         }
13552
13553         return -1;
13554 }
13555
13556 /* compute branch direction of the expression "if (reg opcode val) goto target;"
13557  * and return:
13558  *  1 - branch will be taken and "goto target" will be executed
13559  *  0 - branch will not be taken and fall-through to next insn
13560  * -1 - unknown. Example: "if (reg < 5)" is unknown when register value
13561  *      range [0,10]
13562  */
13563 static int is_branch_taken(struct bpf_reg_state *reg, u64 val, u8 opcode,
13564                            bool is_jmp32)
13565 {
13566         if (__is_pointer_value(false, reg)) {
13567                 if (!reg_not_null(reg))
13568                         return -1;
13569
13570                 /* If pointer is valid tests against zero will fail so we can
13571                  * use this to direct branch taken.
13572                  */
13573                 if (val != 0)
13574                         return -1;
13575
13576                 switch (opcode) {
13577                 case BPF_JEQ:
13578                         return 0;
13579                 case BPF_JNE:
13580                         return 1;
13581                 default:
13582                         return -1;
13583                 }
13584         }
13585
13586         if (is_jmp32)
13587                 return is_branch32_taken(reg, val, opcode);
13588         return is_branch64_taken(reg, val, opcode);
13589 }
13590
13591 static int flip_opcode(u32 opcode)
13592 {
13593         /* How can we transform "a <op> b" into "b <op> a"? */
13594         static const u8 opcode_flip[16] = {
13595                 /* these stay the same */
13596                 [BPF_JEQ  >> 4] = BPF_JEQ,
13597                 [BPF_JNE  >> 4] = BPF_JNE,
13598                 [BPF_JSET >> 4] = BPF_JSET,
13599                 /* these swap "lesser" and "greater" (L and G in the opcodes) */
13600                 [BPF_JGE  >> 4] = BPF_JLE,
13601                 [BPF_JGT  >> 4] = BPF_JLT,
13602                 [BPF_JLE  >> 4] = BPF_JGE,
13603                 [BPF_JLT  >> 4] = BPF_JGT,
13604                 [BPF_JSGE >> 4] = BPF_JSLE,
13605                 [BPF_JSGT >> 4] = BPF_JSLT,
13606                 [BPF_JSLE >> 4] = BPF_JSGE,
13607                 [BPF_JSLT >> 4] = BPF_JSGT
13608         };
13609         return opcode_flip[opcode >> 4];
13610 }
13611
13612 static int is_pkt_ptr_branch_taken(struct bpf_reg_state *dst_reg,
13613                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13614                                    u8 opcode)
13615 {
13616         struct bpf_reg_state *pkt;
13617
13618         if (src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13619                 pkt = dst_reg;
13620         } else if (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) {
13621                 pkt = src_reg;
13622                 opcode = flip_opcode(opcode);
13623         } else {
13624                 return -1;
13625         }
13626
13627         if (pkt->range >= 0)
13628                 return -1;
13629
13630         switch (opcode) {
13631         case BPF_JLE:
13632                 /* pkt <= pkt_end */
13633                 fallthrough;
13634         case BPF_JGT:
13635                 /* pkt > pkt_end */
13636                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END)
13637                         /* pkt has at last one extra byte beyond pkt_end */
13638                         return opcode == BPF_JGT;
13639                 break;
13640         case BPF_JLT:
13641                 /* pkt < pkt_end */
13642                 fallthrough;
13643         case BPF_JGE:
13644                 /* pkt >= pkt_end */
13645                 if (pkt->range == BEYOND_PKT_END || pkt->range == AT_PKT_END)
13646                         return opcode == BPF_JGE;
13647                 break;
13648         }
13649         return -1;
13650 }
13651
13652 /* Adjusts the register min/max values in the case that the dst_reg is the
13653  * variable register that we are working on, and src_reg is a constant or we're
13654  * simply doing a BPF_K check.
13655  * In JEQ/JNE cases we also adjust the var_off values.
13656  */
13657 static void reg_set_min_max(struct bpf_reg_state *true_reg,
13658                             struct bpf_reg_state *false_reg,
13659                             u64 val, u32 val32,
13660                             u8 opcode, bool is_jmp32)
13661 {
13662         struct tnum false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13663         struct tnum false_64off = false_reg->var_off;
13664         struct tnum true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13665         struct tnum true_64off = true_reg->var_off;
13666         s64 sval = (s64)val;
13667         s32 sval32 = (s32)val32;
13668
13669         /* If the dst_reg is a pointer, we can't learn anything about its
13670          * variable offset from the compare (unless src_reg were a pointer into
13671          * the same object, but we don't bother with that.
13672          * Since false_reg and true_reg have the same type by construction, we
13673          * only need to check one of them for pointerness.
13674          */
13675         if (__is_pointer_value(false, false_reg))
13676                 return;
13677
13678         switch (opcode) {
13679         /* JEQ/JNE comparison doesn't change the register equivalence.
13680          *
13681          * r1 = r2;
13682          * if (r1 == 42) goto label;
13683          * ...
13684          * label: // here both r1 and r2 are known to be 42.
13685          *
13686          * Hence when marking register as known preserve it's ID.
13687          */
13688         case BPF_JEQ:
13689                 if (is_jmp32) {
13690                         __mark_reg32_known(true_reg, val32);
13691                         true_32off = tnum_subreg(true_reg->var_off);
13692                 } else {
13693                         ___mark_reg_known(true_reg, val);
13694                         true_64off = true_reg->var_off;
13695                 }
13696                 break;
13697         case BPF_JNE:
13698                 if (is_jmp32) {
13699                         __mark_reg32_known(false_reg, val32);
13700                         false_32off = tnum_subreg(false_reg->var_off);
13701                 } else {
13702                         ___mark_reg_known(false_reg, val);
13703                         false_64off = false_reg->var_off;
13704                 }
13705                 break;
13706         case BPF_JSET:
13707                 if (is_jmp32) {
13708                         false_32off = tnum_and(false_32off, tnum_const(~val32));
13709                         if (is_power_of_2(val32))
13710                                 true_32off = tnum_or(true_32off,
13711                                                      tnum_const(val32));
13712                 } else {
13713                         false_64off = tnum_and(false_64off, tnum_const(~val));
13714                         if (is_power_of_2(val))
13715                                 true_64off = tnum_or(true_64off,
13716                                                      tnum_const(val));
13717                 }
13718                 break;
13719         case BPF_JGE:
13720         case BPF_JGT:
13721         {
13722                 if (is_jmp32) {
13723                         u32 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val32  : val32 - 1;
13724                         u32 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val32 + 1 : val32;
13725
13726                         false_reg->u32_max_value = min(false_reg->u32_max_value,
13727                                                        false_umax);
13728                         true_reg->u32_min_value = max(true_reg->u32_min_value,
13729                                                       true_umin);
13730                 } else {
13731                         u64 false_umax = opcode == BPF_JGT ? val    : val - 1;
13732                         u64 true_umin = opcode == BPF_JGT ? val + 1 : val;
13733
13734                         false_reg->umax_value = min(false_reg->umax_value, false_umax);
13735                         true_reg->umin_value = max(true_reg->umin_value, true_umin);
13736                 }
13737                 break;
13738         }
13739         case BPF_JSGE:
13740         case BPF_JSGT:
13741         {
13742                 if (is_jmp32) {
13743                         s32 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval32    : sval32 - 1;
13744                         s32 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval32 + 1 : sval32;
13745
13746                         false_reg->s32_max_value = min(false_reg->s32_max_value, false_smax);
13747                         true_reg->s32_min_value = max(true_reg->s32_min_value, true_smin);
13748                 } else {
13749                         s64 false_smax = opcode == BPF_JSGT ? sval    : sval - 1;
13750                         s64 true_smin = opcode == BPF_JSGT ? sval + 1 : sval;
13751
13752                         false_reg->smax_value = min(false_reg->smax_value, false_smax);
13753                         true_reg->smin_value = max(true_reg->smin_value, true_smin);
13754                 }
13755                 break;
13756         }
13757         case BPF_JLE:
13758         case BPF_JLT:
13759         {
13760                 if (is_jmp32) {
13761                         u32 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val32  : val32 + 1;
13762                         u32 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val32 - 1 : val32;
13763
13764                         false_reg->u32_min_value = max(false_reg->u32_min_value,
13765                                                        false_umin);
13766                         true_reg->u32_max_value = min(true_reg->u32_max_value,
13767                                                       true_umax);
13768                 } else {
13769                         u64 false_umin = opcode == BPF_JLT ? val    : val + 1;
13770                         u64 true_umax = opcode == BPF_JLT ? val - 1 : val;
13771
13772                         false_reg->umin_value = max(false_reg->umin_value, false_umin);
13773                         true_reg->umax_value = min(true_reg->umax_value, true_umax);
13774                 }
13775                 break;
13776         }
13777         case BPF_JSLE:
13778         case BPF_JSLT:
13779         {
13780                 if (is_jmp32) {
13781                         s32 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval32    : sval32 + 1;
13782                         s32 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval32 - 1 : sval32;
13783
13784                         false_reg->s32_min_value = max(false_reg->s32_min_value, false_smin);
13785                         true_reg->s32_max_value = min(true_reg->s32_max_value, true_smax);
13786                 } else {
13787                         s64 false_smin = opcode == BPF_JSLT ? sval    : sval + 1;
13788                         s64 true_smax = opcode == BPF_JSLT ? sval - 1 : sval;
13789
13790                         false_reg->smin_value = max(false_reg->smin_value, false_smin);
13791                         true_reg->smax_value = min(true_reg->smax_value, true_smax);
13792                 }
13793                 break;
13794         }
13795         default:
13796                 return;
13797         }
13798
13799         if (is_jmp32) {
13800                 false_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(false_64off),
13801                                              tnum_subreg(false_32off));
13802                 true_reg->var_off = tnum_or(tnum_clear_subreg(true_64off),
13803                                             tnum_subreg(true_32off));
13804                 __reg_combine_32_into_64(false_reg);
13805                 __reg_combine_32_into_64(true_reg);
13806         } else {
13807                 false_reg->var_off = false_64off;
13808                 true_reg->var_off = true_64off;
13809                 __reg_combine_64_into_32(false_reg);
13810                 __reg_combine_64_into_32(true_reg);
13811         }
13812 }
13813
13814 /* Same as above, but for the case that dst_reg holds a constant and src_reg is
13815  * the variable reg.
13816  */
13817 static void reg_set_min_max_inv(struct bpf_reg_state *true_reg,
13818                                 struct bpf_reg_state *false_reg,
13819                                 u64 val, u32 val32,
13820                                 u8 opcode, bool is_jmp32)
13821 {
13822         opcode = flip_opcode(opcode);
13823         /* This uses zero as "not present in table"; luckily the zero opcode,
13824          * BPF_JA, can't get here.
13825          */
13826         if (opcode)
13827                 reg_set_min_max(true_reg, false_reg, val, val32, opcode, is_jmp32);
13828 }
13829
13830 /* Regs are known to be equal, so intersect their min/max/var_off */
13831 static void __reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *src_reg,
13832                                   struct bpf_reg_state *dst_reg)
13833 {
13834         src_reg->umin_value = dst_reg->umin_value = max(src_reg->umin_value,
13835                                                         dst_reg->umin_value);
13836         src_reg->umax_value = dst_reg->umax_value = min(src_reg->umax_value,
13837                                                         dst_reg->umax_value);
13838         src_reg->smin_value = dst_reg->smin_value = max(src_reg->smin_value,
13839                                                         dst_reg->smin_value);
13840         src_reg->smax_value = dst_reg->smax_value = min(src_reg->smax_value,
13841                                                         dst_reg->smax_value);
13842         src_reg->var_off = dst_reg->var_off = tnum_intersect(src_reg->var_off,
13843                                                              dst_reg->var_off);
13844         reg_bounds_sync(src_reg);
13845         reg_bounds_sync(dst_reg);
13846 }
13847
13848 static void reg_combine_min_max(struct bpf_reg_state *true_src,
13849                                 struct bpf_reg_state *true_dst,
13850                                 struct bpf_reg_state *false_src,
13851                                 struct bpf_reg_state *false_dst,
13852                                 u8 opcode)
13853 {
13854         switch (opcode) {
13855         case BPF_JEQ:
13856                 __reg_combine_min_max(true_src, true_dst);
13857                 break;
13858         case BPF_JNE:
13859                 __reg_combine_min_max(false_src, false_dst);
13860                 break;
13861         }
13862 }
13863
13864 static void mark_ptr_or_null_reg(struct bpf_func_state *state,
13865                                  struct bpf_reg_state *reg, u32 id,
13866                                  bool is_null)
13867 {
13868         if (type_may_be_null(reg->type) && reg->id == id &&
13869             (is_rcu_reg(reg) || !WARN_ON_ONCE(!reg->id))) {
13870                 /* Old offset (both fixed and variable parts) should have been
13871                  * known-zero, because we don't allow pointer arithmetic on
13872                  * pointers that might be NULL. If we see this happening, don't
13873                  * convert the register.
13874                  *
13875                  * But in some cases, some helpers that return local kptrs
13876                  * advance offset for the returned pointer. In those cases, it
13877                  * is fine to expect to see reg->off.
13878                  */
13879                 if (WARN_ON_ONCE(reg->smin_value || reg->smax_value || !tnum_equals_const(reg->var_off, 0)))
13880                         return;
13881                 if (!(type_is_ptr_alloc_obj(reg->type) || type_is_non_owning_ref(reg->type)) &&
13882                     WARN_ON_ONCE(reg->off))
13883                         return;
13884
13885                 if (is_null) {
13886                         reg->type = SCALAR_VALUE;
13887                         /* We don't need id and ref_obj_id from this point
13888                          * onwards anymore, thus we should better reset it,
13889                          * so that state pruning has chances to take effect.
13890                          */
13891                         reg->id = 0;
13892                         reg->ref_obj_id = 0;
13893
13894                         return;
13895                 }
13896
13897                 mark_ptr_not_null_reg(reg);
13898
13899                 if (!reg_may_point_to_spin_lock(reg)) {
13900                         /* For not-NULL ptr, reg->ref_obj_id will be reset
13901                          * in release_reference().
13902                          *
13903                          * reg->id is still used by spin_lock ptr. Other
13904                          * than spin_lock ptr type, reg->id can be reset.
13905                          */
13906                         reg->id = 0;
13907                 }
13908         }
13909 }
13910
13911 /* The logic is similar to find_good_pkt_pointers(), both could eventually
13912  * be folded together at some point.
13913  */
13914 static void mark_ptr_or_null_regs(struct bpf_verifier_state *vstate, u32 regno,
13915                                   bool is_null)
13916 {
13917         struct bpf_func_state *state = vstate->frame[vstate->curframe];
13918         struct bpf_reg_state *regs = state->regs, *reg;
13919         u32 ref_obj_id = regs[regno].ref_obj_id;
13920         u32 id = regs[regno].id;
13921
13922         if (ref_obj_id && ref_obj_id == id && is_null)
13923                 /* regs[regno] is in the " == NULL" branch.
13924                  * No one could have freed the reference state before
13925                  * doing the NULL check.
13926                  */
13927                 WARN_ON_ONCE(release_reference_state(state, id));
13928
13929         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
13930                 mark_ptr_or_null_reg(state, reg, id, is_null);
13931         }));
13932 }
13933
13934 static bool try_match_pkt_pointers(const struct bpf_insn *insn,
13935                                    struct bpf_reg_state *dst_reg,
13936                                    struct bpf_reg_state *src_reg,
13937                                    struct bpf_verifier_state *this_branch,
13938                                    struct bpf_verifier_state *other_branch)
13939 {
13940         if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_X)
13941                 return false;
13942
13943         /* Pointers are always 64-bit. */
13944         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32)
13945                 return false;
13946
13947         switch (BPF_OP(insn->code)) {
13948         case BPF_JGT:
13949                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13950                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13951                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13952                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13953                         /* pkt_data' > pkt_end, pkt_meta' > pkt_data */
13954                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13955                                                dst_reg->type, false);
13956                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, true);
13957                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13958                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13959                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13960                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13961                         /* pkt_end > pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13962                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
13963                                                src_reg->type, true);
13964                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, false);
13965                 } else {
13966                         return false;
13967                 }
13968                 break;
13969         case BPF_JLT:
13970                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13971                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13972                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13973                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13974                         /* pkt_data' < pkt_end, pkt_meta' < pkt_data */
13975                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
13976                                                dst_reg->type, true);
13977                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, false);
13978                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
13979                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
13980                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
13981                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
13982                         /* pkt_end < pkt_data', pkt_data > pkt_meta' */
13983                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
13984                                                src_reg->type, false);
13985                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, true);
13986                 } else {
13987                         return false;
13988                 }
13989                 break;
13990         case BPF_JGE:
13991                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
13992                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
13993                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
13994                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
13995                         /* pkt_data' >= pkt_end, pkt_meta' >= pkt_data */
13996                         find_good_pkt_pointers(this_branch, dst_reg,
13997                                                dst_reg->type, true);
13998                         mark_pkt_end(other_branch, insn->dst_reg, false);
13999                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14000                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14001                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14002                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14003                         /* pkt_end >= pkt_data', pkt_data >= pkt_meta' */
14004                         find_good_pkt_pointers(other_branch, src_reg,
14005                                                src_reg->type, false);
14006                         mark_pkt_end(this_branch, insn->src_reg, true);
14007                 } else {
14008                         return false;
14009                 }
14010                 break;
14011         case BPF_JLE:
14012                 if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET &&
14013                      src_reg->type == PTR_TO_PACKET_END) ||
14014                     (dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_META &&
14015                      reg_is_init_pkt_pointer(src_reg, PTR_TO_PACKET))) {
14016                         /* pkt_data' <= pkt_end, pkt_meta' <= pkt_data */
14017                         find_good_pkt_pointers(other_branch, dst_reg,
14018                                                dst_reg->type, false);
14019                         mark_pkt_end(this_branch, insn->dst_reg, true);
14020                 } else if ((dst_reg->type == PTR_TO_PACKET_END &&
14021                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET) ||
14022                            (reg_is_init_pkt_pointer(dst_reg, PTR_TO_PACKET) &&
14023                             src_reg->type == PTR_TO_PACKET_META)) {
14024                         /* pkt_end <= pkt_data', pkt_data <= pkt_meta' */
14025                         find_good_pkt_pointers(this_branch, src_reg,
14026                                                src_reg->type, true);
14027                         mark_pkt_end(other_branch, insn->src_reg, false);
14028                 } else {
14029                         return false;
14030                 }
14031                 break;
14032         default:
14033                 return false;
14034         }
14035
14036         return true;
14037 }
14038
14039 static void find_equal_scalars(struct bpf_verifier_state *vstate,
14040                                struct bpf_reg_state *known_reg)
14041 {
14042         struct bpf_func_state *state;
14043         struct bpf_reg_state *reg;
14044
14045         bpf_for_each_reg_in_vstate(vstate, state, reg, ({
14046                 if (reg->type == SCALAR_VALUE && reg->id == known_reg->id)
14047                         copy_register_state(reg, known_reg);
14048         }));
14049 }
14050
14051 static int check_cond_jmp_op(struct bpf_verifier_env *env,
14052                              struct bpf_insn *insn, int *insn_idx)
14053 {
14054         struct bpf_verifier_state *this_branch = env->cur_state;
14055         struct bpf_verifier_state *other_branch;
14056         struct bpf_reg_state *regs = this_branch->frame[this_branch->curframe]->regs;
14057         struct bpf_reg_state *dst_reg, *other_branch_regs, *src_reg = NULL;
14058         struct bpf_reg_state *eq_branch_regs;
14059         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
14060         bool is_jmp32;
14061         int pred = -1;
14062         int err;
14063
14064         /* Only conditional jumps are expected to reach here. */
14065         if (opcode == BPF_JA || opcode > BPF_JSLE) {
14066                 verbose(env, "invalid BPF_JMP/JMP32 opcode %x\n", opcode);
14067                 return -EINVAL;
14068         }
14069
14070         /* check src2 operand */
14071         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
14072         if (err)
14073                 return err;
14074
14075         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14076         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14077                 if (insn->imm != 0) {
14078                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14079                         return -EINVAL;
14080                 }
14081
14082                 /* check src1 operand */
14083                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14084                 if (err)
14085                         return err;
14086
14087                 src_reg = &regs[insn->src_reg];
14088                 if (!(reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) && reg_is_pkt_pointer_any(src_reg)) &&
14089                     is_pointer_value(env, insn->src_reg)) {
14090                         verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14091                                 insn->src_reg);
14092                         return -EACCES;
14093                 }
14094         } else {
14095                 if (insn->src_reg != BPF_REG_0) {
14096                         verbose(env, "BPF_JMP/JMP32 uses reserved fields\n");
14097                         return -EINVAL;
14098                 }
14099         }
14100
14101         is_jmp32 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP32;
14102
14103         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_K) {
14104                 pred = is_branch_taken(dst_reg, insn->imm, opcode, is_jmp32);
14105         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14106                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))) {
14107                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14108                                        tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14109                                        opcode,
14110                                        is_jmp32);
14111         } else if (src_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14112                    !is_jmp32 && tnum_is_const(src_reg->var_off)) {
14113                 pred = is_branch_taken(dst_reg,
14114                                        src_reg->var_off.value,
14115                                        opcode,
14116                                        is_jmp32);
14117         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14118                    is_jmp32 && tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))) {
14119                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14120                                        tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14121                                        flip_opcode(opcode),
14122                                        is_jmp32);
14123         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14124                    !is_jmp32 && tnum_is_const(dst_reg->var_off)) {
14125                 pred = is_branch_taken(src_reg,
14126                                        dst_reg->var_off.value,
14127                                        flip_opcode(opcode),
14128                                        is_jmp32);
14129         } else if (reg_is_pkt_pointer_any(dst_reg) &&
14130                    reg_is_pkt_pointer_any(src_reg) &&
14131                    !is_jmp32) {
14132                 pred = is_pkt_ptr_branch_taken(dst_reg, src_reg, opcode);
14133         }
14134
14135         if (pred >= 0) {
14136                 /* If we get here with a dst_reg pointer type it is because
14137                  * above is_branch_taken() special cased the 0 comparison.
14138                  */
14139                 if (!__is_pointer_value(false, dst_reg))
14140                         err = mark_chain_precision(env, insn->dst_reg);
14141                 if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X && !err &&
14142                     !__is_pointer_value(false, src_reg))
14143                         err = mark_chain_precision(env, insn->src_reg);
14144                 if (err)
14145                         return err;
14146         }
14147
14148         if (pred == 1) {
14149                 /* Only follow the goto, ignore fall-through. If needed, push
14150                  * the fall-through branch for simulation under speculative
14151                  * execution.
14152                  */
14153                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14154                     !sanitize_speculative_path(env, insn, *insn_idx + 1,
14155                                                *insn_idx))
14156                         return -EFAULT;
14157                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14158                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14159                 *insn_idx += insn->off;
14160                 return 0;
14161         } else if (pred == 0) {
14162                 /* Only follow the fall-through branch, since that's where the
14163                  * program will go. If needed, push the goto branch for
14164                  * simulation under speculative execution.
14165                  */
14166                 if (!env->bypass_spec_v1 &&
14167                     !sanitize_speculative_path(env, insn,
14168                                                *insn_idx + insn->off + 1,
14169                                                *insn_idx))
14170                         return -EFAULT;
14171                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14172                         print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14173                 return 0;
14174         }
14175
14176         other_branch = push_stack(env, *insn_idx + insn->off + 1, *insn_idx,
14177                                   false);
14178         if (!other_branch)
14179                 return -EFAULT;
14180         other_branch_regs = other_branch->frame[other_branch->curframe]->regs;
14181
14182         /* detect if we are comparing against a constant value so we can adjust
14183          * our min/max values for our dst register.
14184          * this is only legit if both are scalars (or pointers to the same
14185          * object, I suppose, see the PTR_MAYBE_NULL related if block below),
14186          * because otherwise the different base pointers mean the offsets aren't
14187          * comparable.
14188          */
14189         if (BPF_SRC(insn->code) == BPF_X) {
14190                 struct bpf_reg_state *src_reg = &regs[insn->src_reg];
14191
14192                 if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE &&
14193                     src_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14194                         if (tnum_is_const(src_reg->var_off) ||
14195                             (is_jmp32 &&
14196                              tnum_is_const(tnum_subreg(src_reg->var_off))))
14197                                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14198                                                 dst_reg,
14199                                                 src_reg->var_off.value,
14200                                                 tnum_subreg(src_reg->var_off).value,
14201                                                 opcode, is_jmp32);
14202                         else if (tnum_is_const(dst_reg->var_off) ||
14203                                  (is_jmp32 &&
14204                                   tnum_is_const(tnum_subreg(dst_reg->var_off))))
14205                                 reg_set_min_max_inv(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14206                                                     src_reg,
14207                                                     dst_reg->var_off.value,
14208                                                     tnum_subreg(dst_reg->var_off).value,
14209                                                     opcode, is_jmp32);
14210                         else if (!is_jmp32 &&
14211                                  (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE))
14212                                 /* Comparing for equality, we can combine knowledge */
14213                                 reg_combine_min_max(&other_branch_regs[insn->src_reg],
14214                                                     &other_branch_regs[insn->dst_reg],
14215                                                     src_reg, dst_reg, opcode);
14216                         if (src_reg->id &&
14217                             !WARN_ON_ONCE(src_reg->id != other_branch_regs[insn->src_reg].id)) {
14218                                 find_equal_scalars(this_branch, src_reg);
14219                                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->src_reg]);
14220                         }
14221
14222                 }
14223         } else if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE) {
14224                 reg_set_min_max(&other_branch_regs[insn->dst_reg],
14225                                         dst_reg, insn->imm, (u32)insn->imm,
14226                                         opcode, is_jmp32);
14227         }
14228
14229         if (dst_reg->type == SCALAR_VALUE && dst_reg->id &&
14230             !WARN_ON_ONCE(dst_reg->id != other_branch_regs[insn->dst_reg].id)) {
14231                 find_equal_scalars(this_branch, dst_reg);
14232                 find_equal_scalars(other_branch, &other_branch_regs[insn->dst_reg]);
14233         }
14234
14235         /* if one pointer register is compared to another pointer
14236          * register check if PTR_MAYBE_NULL could be lifted.
14237          * E.g. register A - maybe null
14238          *      register B - not null
14239          * for JNE A, B, ... - A is not null in the false branch;
14240          * for JEQ A, B, ... - A is not null in the true branch.
14241          *
14242          * Since PTR_TO_BTF_ID points to a kernel struct that does
14243          * not need to be null checked by the BPF program, i.e.,
14244          * could be null even without PTR_MAYBE_NULL marking, so
14245          * only propagate nullness when neither reg is that type.
14246          */
14247         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_X &&
14248             __is_pointer_value(false, src_reg) && __is_pointer_value(false, dst_reg) &&
14249             type_may_be_null(src_reg->type) != type_may_be_null(dst_reg->type) &&
14250             base_type(src_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID &&
14251             base_type(dst_reg->type) != PTR_TO_BTF_ID) {
14252                 eq_branch_regs = NULL;
14253                 switch (opcode) {
14254                 case BPF_JEQ:
14255                         eq_branch_regs = other_branch_regs;
14256                         break;
14257                 case BPF_JNE:
14258                         eq_branch_regs = regs;
14259                         break;
14260                 default:
14261                         /* do nothing */
14262                         break;
14263                 }
14264                 if (eq_branch_regs) {
14265                         if (type_may_be_null(src_reg->type))
14266                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->src_reg]);
14267                         else
14268                                 mark_ptr_not_null_reg(&eq_branch_regs[insn->dst_reg]);
14269                 }
14270         }
14271
14272         /* detect if R == 0 where R is returned from bpf_map_lookup_elem().
14273          * NOTE: these optimizations below are related with pointer comparison
14274          *       which will never be JMP32.
14275          */
14276         if (!is_jmp32 && BPF_SRC(insn->code) == BPF_K &&
14277             insn->imm == 0 && (opcode == BPF_JEQ || opcode == BPF_JNE) &&
14278             type_may_be_null(dst_reg->type)) {
14279                 /* Mark all identical registers in each branch as either
14280                  * safe or unknown depending R == 0 or R != 0 conditional.
14281                  */
14282                 mark_ptr_or_null_regs(this_branch, insn->dst_reg,
14283                                       opcode == BPF_JNE);
14284                 mark_ptr_or_null_regs(other_branch, insn->dst_reg,
14285                                       opcode == BPF_JEQ);
14286         } else if (!try_match_pkt_pointers(insn, dst_reg, &regs[insn->src_reg],
14287                                            this_branch, other_branch) &&
14288                    is_pointer_value(env, insn->dst_reg)) {
14289                 verbose(env, "R%d pointer comparison prohibited\n",
14290                         insn->dst_reg);
14291                 return -EACCES;
14292         }
14293         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL)
14294                 print_insn_state(env, this_branch->frame[this_branch->curframe]);
14295         return 0;
14296 }
14297
14298 /* verify BPF_LD_IMM64 instruction */
14299 static int check_ld_imm(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14300 {
14301         struct bpf_insn_aux_data *aux = cur_aux(env);
14302         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14303         struct bpf_reg_state *dst_reg;
14304         struct bpf_map *map;
14305         int err;
14306
14307         if (BPF_SIZE(insn->code) != BPF_DW) {
14308                 verbose(env, "invalid BPF_LD_IMM insn\n");
14309                 return -EINVAL;
14310         }
14311         if (insn->off != 0) {
14312                 verbose(env, "BPF_LD_IMM64 uses reserved fields\n");
14313                 return -EINVAL;
14314         }
14315
14316         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP);
14317         if (err)
14318                 return err;
14319
14320         dst_reg = &regs[insn->dst_reg];
14321         if (insn->src_reg == 0) {
14322                 u64 imm = ((u64)(insn + 1)->imm << 32) | (u32)insn->imm;
14323
14324                 dst_reg->type = SCALAR_VALUE;
14325                 __mark_reg_known(&regs[insn->dst_reg], imm);
14326                 return 0;
14327         }
14328
14329         /* All special src_reg cases are listed below. From this point onwards
14330          * we either succeed and assign a corresponding dst_reg->type after
14331          * zeroing the offset, or fail and reject the program.
14332          */
14333         mark_reg_known_zero(env, regs, insn->dst_reg);
14334
14335         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
14336                 dst_reg->type = aux->btf_var.reg_type;
14337                 switch (base_type(dst_reg->type)) {
14338                 case PTR_TO_MEM:
14339                         dst_reg->mem_size = aux->btf_var.mem_size;
14340                         break;
14341                 case PTR_TO_BTF_ID:
14342                         dst_reg->btf = aux->btf_var.btf;
14343                         dst_reg->btf_id = aux->btf_var.btf_id;
14344                         break;
14345                 default:
14346                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14347                         return -EFAULT;
14348                 }
14349                 return 0;
14350         }
14351
14352         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
14353                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
14354                 u32 subprogno = find_subprog(env,
14355                                              env->insn_idx + insn->imm + 1);
14356
14357                 if (!aux->func_info) {
14358                         verbose(env, "missing btf func_info\n");
14359                         return -EINVAL;
14360                 }
14361                 if (aux->func_info_aux[subprogno].linkage != BTF_FUNC_STATIC) {
14362                         verbose(env, "callback function not static\n");
14363                         return -EINVAL;
14364                 }
14365
14366                 dst_reg->type = PTR_TO_FUNC;
14367                 dst_reg->subprogno = subprogno;
14368                 return 0;
14369         }
14370
14371         map = env->used_maps[aux->map_index];
14372         dst_reg->map_ptr = map;
14373
14374         if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_VALUE ||
14375             insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE) {
14376                 dst_reg->type = PTR_TO_MAP_VALUE;
14377                 dst_reg->off = aux->map_off;
14378                 WARN_ON_ONCE(map->max_entries != 1);
14379                 /* We want reg->id to be same (0) as map_value is not distinct */
14380         } else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
14381                    insn->src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
14382                 dst_reg->type = CONST_PTR_TO_MAP;
14383         } else {
14384                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14385                 return -EINVAL;
14386         }
14387
14388         return 0;
14389 }
14390
14391 static bool may_access_skb(enum bpf_prog_type type)
14392 {
14393         switch (type) {
14394         case BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER:
14395         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_CLS:
14396         case BPF_PROG_TYPE_SCHED_ACT:
14397                 return true;
14398         default:
14399                 return false;
14400         }
14401 }
14402
14403 /* verify safety of LD_ABS|LD_IND instructions:
14404  * - they can only appear in the programs where ctx == skb
14405  * - since they are wrappers of function calls, they scratch R1-R5 registers,
14406  *   preserve R6-R9, and store return value into R0
14407  *
14408  * Implicit input:
14409  *   ctx == skb == R6 == CTX
14410  *
14411  * Explicit input:
14412  *   SRC == any register
14413  *   IMM == 32-bit immediate
14414  *
14415  * Output:
14416  *   R0 - 8/16/32-bit skb data converted to cpu endianness
14417  */
14418 static int check_ld_abs(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn)
14419 {
14420         struct bpf_reg_state *regs = cur_regs(env);
14421         static const int ctx_reg = BPF_REG_6;
14422         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
14423         int i, err;
14424
14425         if (!may_access_skb(resolve_prog_type(env->prog))) {
14426                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] instructions not allowed for this program type\n");
14427                 return -EINVAL;
14428         }
14429
14430         if (!env->ops->gen_ld_abs) {
14431                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
14432                 return -EINVAL;
14433         }
14434
14435         if (insn->dst_reg != BPF_REG_0 || insn->off != 0 ||
14436             BPF_SIZE(insn->code) == BPF_DW ||
14437             (mode == BPF_ABS && insn->src_reg != BPF_REG_0)) {
14438                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] uses reserved fields\n");
14439                 return -EINVAL;
14440         }
14441
14442         /* check whether implicit source operand (register R6) is readable */
14443         err = check_reg_arg(env, ctx_reg, SRC_OP);
14444         if (err)
14445                 return err;
14446
14447         /* Disallow usage of BPF_LD_[ABS|IND] with reference tracking, as
14448          * gen_ld_abs() may terminate the program at runtime, leading to
14449          * reference leak.
14450          */
14451         err = check_reference_leak(env);
14452         if (err) {
14453                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be mixed with socket references\n");
14454                 return err;
14455         }
14456
14457         if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
14458                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_spin_lock-ed region\n");
14459                 return -EINVAL;
14460         }
14461
14462         if (env->cur_state->active_rcu_lock) {
14463                 verbose(env, "BPF_LD_[ABS|IND] cannot be used inside bpf_rcu_read_lock-ed region\n");
14464                 return -EINVAL;
14465         }
14466
14467         if (regs[ctx_reg].type != PTR_TO_CTX) {
14468                 verbose(env,
14469                         "at the time of BPF_LD_ABS|IND R6 != pointer to skb\n");
14470                 return -EINVAL;
14471         }
14472
14473         if (mode == BPF_IND) {
14474                 /* check explicit source operand */
14475                 err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
14476                 if (err)
14477                         return err;
14478         }
14479
14480         err = check_ptr_off_reg(env, &regs[ctx_reg], ctx_reg);
14481         if (err < 0)
14482                 return err;
14483
14484         /* reset caller saved regs to unreadable */
14485         for (i = 0; i < CALLER_SAVED_REGS; i++) {
14486                 mark_reg_not_init(env, regs, caller_saved[i]);
14487                 check_reg_arg(env, caller_saved[i], DST_OP_NO_MARK);
14488         }
14489
14490         /* mark destination R0 register as readable, since it contains
14491          * the value fetched from the packet.
14492          * Already marked as written above.
14493          */
14494         mark_reg_unknown(env, regs, BPF_REG_0);
14495         /* ld_abs load up to 32-bit skb data. */
14496         regs[BPF_REG_0].subreg_def = env->insn_idx + 1;
14497         return 0;
14498 }
14499
14500 static int check_return_code(struct bpf_verifier_env *env)
14501 {
14502         struct tnum enforce_attach_type_range = tnum_unknown;
14503         const struct bpf_prog *prog = env->prog;
14504         struct bpf_reg_state *reg;
14505         struct tnum range = tnum_range(0, 1), const_0 = tnum_const(0);
14506         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(env->prog);
14507         int err;
14508         struct bpf_func_state *frame = env->cur_state->frame[0];
14509         const bool is_subprog = frame->subprogno;
14510
14511         /* LSM and struct_ops func-ptr's return type could be "void" */
14512         if (!is_subprog) {
14513                 switch (prog_type) {
14514                 case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14515                         if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP)
14516                                 /* See below, can be 0 or 0-1 depending on hook. */
14517                                 break;
14518                         fallthrough;
14519                 case BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS:
14520                         if (!prog->aux->attach_func_proto->type)
14521                                 return 0;
14522                         break;
14523                 default:
14524                         break;
14525                 }
14526         }
14527
14528         /* eBPF calling convention is such that R0 is used
14529          * to return the value from eBPF program.
14530          * Make sure that it's readable at this time
14531          * of bpf_exit, which means that program wrote
14532          * something into it earlier
14533          */
14534         err = check_reg_arg(env, BPF_REG_0, SRC_OP);
14535         if (err)
14536                 return err;
14537
14538         if (is_pointer_value(env, BPF_REG_0)) {
14539                 verbose(env, "R0 leaks addr as return value\n");
14540                 return -EACCES;
14541         }
14542
14543         reg = cur_regs(env) + BPF_REG_0;
14544
14545         if (frame->in_async_callback_fn) {
14546                 /* enforce return zero from async callbacks like timer */
14547                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14548                         verbose(env, "In async callback the register R0 is not a known value (%s)\n",
14549                                 reg_type_str(env, reg->type));
14550                         return -EINVAL;
14551                 }
14552
14553                 if (!tnum_in(const_0, reg->var_off)) {
14554                         verbose_invalid_scalar(env, reg, &const_0, "async callback", "R0");
14555                         return -EINVAL;
14556                 }
14557                 return 0;
14558         }
14559
14560         if (is_subprog) {
14561                 if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14562                         verbose(env, "At subprogram exit the register R0 is not a scalar value (%s)\n",
14563                                 reg_type_str(env, reg->type));
14564                         return -EINVAL;
14565                 }
14566                 return 0;
14567         }
14568
14569         switch (prog_type) {
14570         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR:
14571                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP4_RECVMSG ||
14572                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_UDP6_RECVMSG ||
14573                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETPEERNAME ||
14574                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETPEERNAME ||
14575                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_GETSOCKNAME ||
14576                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_GETSOCKNAME)
14577                         range = tnum_range(1, 1);
14578                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET4_BIND ||
14579                     env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET6_BIND)
14580                         range = tnum_range(0, 3);
14581                 break;
14582         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SKB:
14583                 if (env->prog->expected_attach_type == BPF_CGROUP_INET_EGRESS) {
14584                         range = tnum_range(0, 3);
14585                         enforce_attach_type_range = tnum_range(2, 3);
14586                 }
14587                 break;
14588         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK:
14589         case BPF_PROG_TYPE_SOCK_OPS:
14590         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_DEVICE:
14591         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SYSCTL:
14592         case BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCKOPT:
14593                 break;
14594         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
14595                 if (!env->prog->aux->attach_btf_id)
14596                         return 0;
14597                 range = tnum_const(0);
14598                 break;
14599         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
14600                 switch (env->prog->expected_attach_type) {
14601                 case BPF_TRACE_FENTRY:
14602                 case BPF_TRACE_FEXIT:
14603                         range = tnum_const(0);
14604                         break;
14605                 case BPF_TRACE_RAW_TP:
14606                 case BPF_MODIFY_RETURN:
14607                         return 0;
14608                 case BPF_TRACE_ITER:
14609                         break;
14610                 default:
14611                         return -ENOTSUPP;
14612                 }
14613                 break;
14614         case BPF_PROG_TYPE_SK_LOOKUP:
14615                 range = tnum_range(SK_DROP, SK_PASS);
14616                 break;
14617
14618         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
14619                 if (env->prog->expected_attach_type != BPF_LSM_CGROUP) {
14620                         /* Regular BPF_PROG_TYPE_LSM programs can return
14621                          * any value.
14622                          */
14623                         return 0;
14624                 }
14625                 if (!env->prog->aux->attach_func_proto->type) {
14626                         /* Make sure programs that attach to void
14627                          * hooks don't try to modify return value.
14628                          */
14629                         range = tnum_range(1, 1);
14630                 }
14631                 break;
14632
14633         case BPF_PROG_TYPE_NETFILTER:
14634                 range = tnum_range(NF_DROP, NF_ACCEPT);
14635                 break;
14636         case BPF_PROG_TYPE_EXT:
14637                 /* freplace program can return anything as its return value
14638                  * depends on the to-be-replaced kernel func or bpf program.
14639                  */
14640         default:
14641                 return 0;
14642         }
14643
14644         if (reg->type != SCALAR_VALUE) {
14645                 verbose(env, "At program exit the register R0 is not a known value (%s)\n",
14646                         reg_type_str(env, reg->type));
14647                 return -EINVAL;
14648         }
14649
14650         if (!tnum_in(range, reg->var_off)) {
14651                 verbose_invalid_scalar(env, reg, &range, "program exit", "R0");
14652                 if (prog->expected_attach_type == BPF_LSM_CGROUP &&
14653                     prog_type == BPF_PROG_TYPE_LSM &&
14654                     !prog->aux->attach_func_proto->type)
14655                         verbose(env, "Note, BPF_LSM_CGROUP that attach to void LSM hooks can't modify return value!\n");
14656                 return -EINVAL;
14657         }
14658
14659         if (!tnum_is_unknown(enforce_attach_type_range) &&
14660             tnum_in(enforce_attach_type_range, reg->var_off))
14661                 env->prog->enforce_expected_attach_type = 1;
14662         return 0;
14663 }
14664
14665 /* non-recursive DFS pseudo code
14666  * 1  procedure DFS-iterative(G,v):
14667  * 2      label v as discovered
14668  * 3      let S be a stack
14669  * 4      S.push(v)
14670  * 5      while S is not empty
14671  * 6            t <- S.peek()
14672  * 7            if t is what we're looking for:
14673  * 8                return t
14674  * 9            for all edges e in G.adjacentEdges(t) do
14675  * 10               if edge e is already labelled
14676  * 11                   continue with the next edge
14677  * 12               w <- G.adjacentVertex(t,e)
14678  * 13               if vertex w is not discovered and not explored
14679  * 14                   label e as tree-edge
14680  * 15                   label w as discovered
14681  * 16                   S.push(w)
14682  * 17                   continue at 5
14683  * 18               else if vertex w is discovered
14684  * 19                   label e as back-edge
14685  * 20               else
14686  * 21                   // vertex w is explored
14687  * 22                   label e as forward- or cross-edge
14688  * 23           label t as explored
14689  * 24           S.pop()
14690  *
14691  * convention:
14692  * 0x10 - discovered
14693  * 0x11 - discovered and fall-through edge labelled
14694  * 0x12 - discovered and fall-through and branch edges labelled
14695  * 0x20 - explored
14696  */
14697
14698 enum {
14699         DISCOVERED = 0x10,
14700         EXPLORED = 0x20,
14701         FALLTHROUGH = 1,
14702         BRANCH = 2,
14703 };
14704
14705 static u32 state_htab_size(struct bpf_verifier_env *env)
14706 {
14707         return env->prog->len;
14708 }
14709
14710 static struct bpf_verifier_state_list **explored_state(
14711                                         struct bpf_verifier_env *env,
14712                                         int idx)
14713 {
14714         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state;
14715         struct bpf_func_state *state = cur->frame[cur->curframe];
14716
14717         return &env->explored_states[(idx ^ state->callsite) % state_htab_size(env)];
14718 }
14719
14720 static void mark_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14721 {
14722         env->insn_aux_data[idx].prune_point = true;
14723 }
14724
14725 static bool is_prune_point(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14726 {
14727         return env->insn_aux_data[insn_idx].prune_point;
14728 }
14729
14730 static void mark_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int idx)
14731 {
14732         env->insn_aux_data[idx].force_checkpoint = true;
14733 }
14734
14735 static bool is_force_checkpoint(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
14736 {
14737         return env->insn_aux_data[insn_idx].force_checkpoint;
14738 }
14739
14740
14741 enum {
14742         DONE_EXPLORING = 0,
14743         KEEP_EXPLORING = 1,
14744 };
14745
14746 /* t, w, e - match pseudo-code above:
14747  * t - index of current instruction
14748  * w - next instruction
14749  * e - edge
14750  */
14751 static int push_insn(int t, int w, int e, struct bpf_verifier_env *env)
14752 {
14753         int *insn_stack = env->cfg.insn_stack;
14754         int *insn_state = env->cfg.insn_state;
14755
14756         if (e == FALLTHROUGH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | FALLTHROUGH))
14757                 return DONE_EXPLORING;
14758
14759         if (e == BRANCH && insn_state[t] >= (DISCOVERED | BRANCH))
14760                 return DONE_EXPLORING;
14761
14762         if (w < 0 || w >= env->prog->len) {
14763                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14764                 verbose(env, "jump out of range from insn %d to %d\n", t, w);
14765                 return -EINVAL;
14766         }
14767
14768         if (e == BRANCH) {
14769                 /* mark branch target for state pruning */
14770                 mark_prune_point(env, w);
14771                 mark_jmp_point(env, w);
14772         }
14773
14774         if (insn_state[w] == 0) {
14775                 /* tree-edge */
14776                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14777                 insn_state[w] = DISCOVERED;
14778                 if (env->cfg.cur_stack >= env->prog->len)
14779                         return -E2BIG;
14780                 insn_stack[env->cfg.cur_stack++] = w;
14781                 return KEEP_EXPLORING;
14782         } else if ((insn_state[w] & 0xF0) == DISCOVERED) {
14783                 if (env->bpf_capable)
14784                         return DONE_EXPLORING;
14785                 verbose_linfo(env, t, "%d: ", t);
14786                 verbose_linfo(env, w, "%d: ", w);
14787                 verbose(env, "back-edge from insn %d to %d\n", t, w);
14788                 return -EINVAL;
14789         } else if (insn_state[w] == EXPLORED) {
14790                 /* forward- or cross-edge */
14791                 insn_state[t] = DISCOVERED | e;
14792         } else {
14793                 verbose(env, "insn state internal bug\n");
14794                 return -EFAULT;
14795         }
14796         return DONE_EXPLORING;
14797 }
14798
14799 static int visit_func_call_insn(int t, struct bpf_insn *insns,
14800                                 struct bpf_verifier_env *env,
14801                                 bool visit_callee)
14802 {
14803         int ret, insn_sz;
14804
14805         insn_sz = bpf_is_ldimm64(&insns[t]) ? 2 : 1;
14806         ret = push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
14807         if (ret)
14808                 return ret;
14809
14810         mark_prune_point(env, t + insn_sz);
14811         /* when we exit from subprog, we need to record non-linear history */
14812         mark_jmp_point(env, t + insn_sz);
14813
14814         if (visit_callee) {
14815                 mark_prune_point(env, t);
14816                 ret = push_insn(t, t + insns[t].imm + 1, BRANCH, env);
14817         }
14818         return ret;
14819 }
14820
14821 /* Visits the instruction at index t and returns one of the following:
14822  *  < 0 - an error occurred
14823  *  DONE_EXPLORING - the instruction was fully explored
14824  *  KEEP_EXPLORING - there is still work to be done before it is fully explored
14825  */
14826 static int visit_insn(int t, struct bpf_verifier_env *env)
14827 {
14828         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi, *insn = &insns[t];
14829         int ret, off, insn_sz;
14830
14831         if (bpf_pseudo_func(insn))
14832                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, true);
14833
14834         /* All non-branch instructions have a single fall-through edge. */
14835         if (BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP &&
14836             BPF_CLASS(insn->code) != BPF_JMP32) {
14837                 insn_sz = bpf_is_ldimm64(insn) ? 2 : 1;
14838                 return push_insn(t, t + insn_sz, FALLTHROUGH, env);
14839         }
14840
14841         switch (BPF_OP(insn->code)) {
14842         case BPF_EXIT:
14843                 return DONE_EXPLORING;
14844
14845         case BPF_CALL:
14846                 if (insn->src_reg == 0 && insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback)
14847                         /* Mark this call insn as a prune point to trigger
14848                          * is_state_visited() check before call itself is
14849                          * processed by __check_func_call(). Otherwise new
14850                          * async state will be pushed for further exploration.
14851                          */
14852                         mark_prune_point(env, t);
14853                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
14854                         struct bpf_kfunc_call_arg_meta meta;
14855
14856                         ret = fetch_kfunc_meta(env, insn, &meta, NULL);
14857                         if (ret == 0 && is_iter_next_kfunc(&meta)) {
14858                                 mark_prune_point(env, t);
14859                                 /* Checking and saving state checkpoints at iter_next() call
14860                                  * is crucial for fast convergence of open-coded iterator loop
14861                                  * logic, so we need to force it. If we don't do that,
14862                                  * is_state_visited() might skip saving a checkpoint, causing
14863                                  * unnecessarily long sequence of not checkpointed
14864                                  * instructions and jumps, leading to exhaustion of jump
14865                                  * history buffer, and potentially other undesired outcomes.
14866                                  * It is expected that with correct open-coded iterators
14867                                  * convergence will happen quickly, so we don't run a risk of
14868                                  * exhausting memory.
14869                                  */
14870                                 mark_force_checkpoint(env, t);
14871                         }
14872                 }
14873                 return visit_func_call_insn(t, insns, env, insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL);
14874
14875         case BPF_JA:
14876                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K)
14877                         return -EINVAL;
14878
14879                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_JMP)
14880                         off = insn->off;
14881                 else
14882                         off = insn->imm;
14883
14884                 /* unconditional jump with single edge */
14885                 ret = push_insn(t, t + off + 1, FALLTHROUGH, env);
14886                 if (ret)
14887                         return ret;
14888
14889                 mark_prune_point(env, t + off + 1);
14890                 mark_jmp_point(env, t + off + 1);
14891
14892                 return ret;
14893
14894         default:
14895                 /* conditional jump with two edges */
14896                 mark_prune_point(env, t);
14897
14898                 ret = push_insn(t, t + 1, FALLTHROUGH, env);
14899                 if (ret)
14900                         return ret;
14901
14902                 return push_insn(t, t + insn->off + 1, BRANCH, env);
14903         }
14904 }
14905
14906 /* non-recursive depth-first-search to detect loops in BPF program
14907  * loop == back-edge in directed graph
14908  */
14909 static int check_cfg(struct bpf_verifier_env *env)
14910 {
14911         int insn_cnt = env->prog->len;
14912         int *insn_stack, *insn_state;
14913         int ret = 0;
14914         int i;
14915
14916         insn_state = env->cfg.insn_state = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14917         if (!insn_state)
14918                 return -ENOMEM;
14919
14920         insn_stack = env->cfg.insn_stack = kvcalloc(insn_cnt, sizeof(int), GFP_KERNEL);
14921         if (!insn_stack) {
14922                 kvfree(insn_state);
14923                 return -ENOMEM;
14924         }
14925
14926         insn_state[0] = DISCOVERED; /* mark 1st insn as discovered */
14927         insn_stack[0] = 0; /* 0 is the first instruction */
14928         env->cfg.cur_stack = 1;
14929
14930         while (env->cfg.cur_stack > 0) {
14931                 int t = insn_stack[env->cfg.cur_stack - 1];
14932
14933                 ret = visit_insn(t, env);
14934                 switch (ret) {
14935                 case DONE_EXPLORING:
14936                         insn_state[t] = EXPLORED;
14937                         env->cfg.cur_stack--;
14938                         break;
14939                 case KEEP_EXPLORING:
14940                         break;
14941                 default:
14942                         if (ret > 0) {
14943                                 verbose(env, "visit_insn internal bug\n");
14944                                 ret = -EFAULT;
14945                         }
14946                         goto err_free;
14947                 }
14948         }
14949
14950         if (env->cfg.cur_stack < 0) {
14951                 verbose(env, "pop stack internal bug\n");
14952                 ret = -EFAULT;
14953                 goto err_free;
14954         }
14955
14956         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
14957                 struct bpf_insn *insn = &env->prog->insnsi[i];
14958
14959                 if (insn_state[i] != EXPLORED) {
14960                         verbose(env, "unreachable insn %d\n", i);
14961                         ret = -EINVAL;
14962                         goto err_free;
14963                 }
14964                 if (bpf_is_ldimm64(insn)) {
14965                         if (insn_state[i + 1] != 0) {
14966                                 verbose(env, "jump into the middle of ldimm64 insn %d\n", i);
14967                                 ret = -EINVAL;
14968                                 goto err_free;
14969                         }
14970                         i++; /* skip second half of ldimm64 */
14971                 }
14972         }
14973         ret = 0; /* cfg looks good */
14974
14975 err_free:
14976         kvfree(insn_state);
14977         kvfree(insn_stack);
14978         env->cfg.insn_state = env->cfg.insn_stack = NULL;
14979         return ret;
14980 }
14981
14982 static int check_abnormal_return(struct bpf_verifier_env *env)
14983 {
14984         int i;
14985
14986         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
14987                 if (env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
14988                         verbose(env, "LD_ABS is not allowed in subprogs without BTF\n");
14989                         return -EINVAL;
14990                 }
14991                 if (env->subprog_info[i].has_tail_call) {
14992                         verbose(env, "tail_call is not allowed in subprogs without BTF\n");
14993                         return -EINVAL;
14994                 }
14995         }
14996         return 0;
14997 }
14998
14999 /* The minimum supported BTF func info size */
15000 #define MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE   8
15001 #define MAX_FUNCINFO_REC_SIZE   252
15002
15003 static int check_btf_func(struct bpf_verifier_env *env,
15004                           const union bpf_attr *attr,
15005                           bpfptr_t uattr)
15006 {
15007         const struct btf_type *type, *func_proto, *ret_type;
15008         u32 i, nfuncs, urec_size, min_size;
15009         u32 krec_size = sizeof(struct bpf_func_info);
15010         struct bpf_func_info *krecord;
15011         struct bpf_func_info_aux *info_aux = NULL;
15012         struct bpf_prog *prog;
15013         const struct btf *btf;
15014         bpfptr_t urecord;
15015         u32 prev_offset = 0;
15016         bool scalar_return;
15017         int ret = -ENOMEM;
15018
15019         nfuncs = attr->func_info_cnt;
15020         if (!nfuncs) {
15021                 if (check_abnormal_return(env))
15022                         return -EINVAL;
15023                 return 0;
15024         }
15025
15026         if (nfuncs != env->subprog_cnt) {
15027                 verbose(env, "number of funcs in func_info doesn't match number of subprogs\n");
15028                 return -EINVAL;
15029         }
15030
15031         urec_size = attr->func_info_rec_size;
15032         if (urec_size < MIN_BPF_FUNCINFO_SIZE ||
15033             urec_size > MAX_FUNCINFO_REC_SIZE ||
15034             urec_size % sizeof(u32)) {
15035                 verbose(env, "invalid func info rec size %u\n", urec_size);
15036                 return -EINVAL;
15037         }
15038
15039         prog = env->prog;
15040         btf = prog->aux->btf;
15041
15042         urecord = make_bpfptr(attr->func_info, uattr.is_kernel);
15043         min_size = min_t(u32, krec_size, urec_size);
15044
15045         krecord = kvcalloc(nfuncs, krec_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15046         if (!krecord)
15047                 return -ENOMEM;
15048         info_aux = kcalloc(nfuncs, sizeof(*info_aux), GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15049         if (!info_aux)
15050                 goto err_free;
15051
15052         for (i = 0; i < nfuncs; i++) {
15053                 ret = bpf_check_uarg_tail_zero(urecord, krec_size, urec_size);
15054                 if (ret) {
15055                         if (ret == -E2BIG) {
15056                                 verbose(env, "nonzero tailing record in func info");
15057                                 /* set the size kernel expects so loader can zero
15058                                  * out the rest of the record.
15059                                  */
15060                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15061                                                           offsetof(union bpf_attr, func_info_rec_size),
15062                                                           &min_size, sizeof(min_size)))
15063                                         ret = -EFAULT;
15064                         }
15065                         goto err_free;
15066                 }
15067
15068                 if (copy_from_bpfptr(&krecord[i], urecord, min_size)) {
15069                         ret = -EFAULT;
15070                         goto err_free;
15071                 }
15072
15073                 /* check insn_off */
15074                 ret = -EINVAL;
15075                 if (i == 0) {
15076                         if (krecord[i].insn_off) {
15077                                 verbose(env,
15078                                         "nonzero insn_off %u for the first func info record",
15079                                         krecord[i].insn_off);
15080                                 goto err_free;
15081                         }
15082                 } else if (krecord[i].insn_off <= prev_offset) {
15083                         verbose(env,
15084                                 "same or smaller insn offset (%u) than previous func info record (%u)",
15085                                 krecord[i].insn_off, prev_offset);
15086                         goto err_free;
15087                 }
15088
15089                 if (env->subprog_info[i].start != krecord[i].insn_off) {
15090                         verbose(env, "func_info BTF section doesn't match subprog layout in BPF program\n");
15091                         goto err_free;
15092                 }
15093
15094                 /* check type_id */
15095                 type = btf_type_by_id(btf, krecord[i].type_id);
15096                 if (!type || !btf_type_is_func(type)) {
15097                         verbose(env, "invalid type id %d in func info",
15098                                 krecord[i].type_id);
15099                         goto err_free;
15100                 }
15101                 info_aux[i].linkage = BTF_INFO_VLEN(type->info);
15102
15103                 func_proto = btf_type_by_id(btf, type->type);
15104                 if (unlikely(!func_proto || !btf_type_is_func_proto(func_proto)))
15105                         /* btf_func_check() already verified it during BTF load */
15106                         goto err_free;
15107                 ret_type = btf_type_skip_modifiers(btf, func_proto->type, NULL);
15108                 scalar_return =
15109                         btf_type_is_small_int(ret_type) || btf_is_any_enum(ret_type);
15110                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_ld_abs) {
15111                         verbose(env, "LD_ABS is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15112                         goto err_free;
15113                 }
15114                 if (i && !scalar_return && env->subprog_info[i].has_tail_call) {
15115                         verbose(env, "tail_call is only allowed in functions that return 'int'.\n");
15116                         goto err_free;
15117                 }
15118
15119                 prev_offset = krecord[i].insn_off;
15120                 bpfptr_add(&urecord, urec_size);
15121         }
15122
15123         prog->aux->func_info = krecord;
15124         prog->aux->func_info_cnt = nfuncs;
15125         prog->aux->func_info_aux = info_aux;
15126         return 0;
15127
15128 err_free:
15129         kvfree(krecord);
15130         kfree(info_aux);
15131         return ret;
15132 }
15133
15134 static void adjust_btf_func(struct bpf_verifier_env *env)
15135 {
15136         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
15137         int i;
15138
15139         if (!aux->func_info)
15140                 return;
15141
15142         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
15143                 aux->func_info[i].insn_off = env->subprog_info[i].start;
15144 }
15145
15146 #define MIN_BPF_LINEINFO_SIZE   offsetofend(struct bpf_line_info, line_col)
15147 #define MAX_LINEINFO_REC_SIZE   MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15148
15149 static int check_btf_line(struct bpf_verifier_env *env,
15150                           const union bpf_attr *attr,
15151                           bpfptr_t uattr)
15152 {
15153         u32 i, s, nr_linfo, ncopy, expected_size, rec_size, prev_offset = 0;
15154         struct bpf_subprog_info *sub;
15155         struct bpf_line_info *linfo;
15156         struct bpf_prog *prog;
15157         const struct btf *btf;
15158         bpfptr_t ulinfo;
15159         int err;
15160
15161         nr_linfo = attr->line_info_cnt;
15162         if (!nr_linfo)
15163                 return 0;
15164         if (nr_linfo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_line_info))
15165                 return -EINVAL;
15166
15167         rec_size = attr->line_info_rec_size;
15168         if (rec_size < MIN_BPF_LINEINFO_SIZE ||
15169             rec_size > MAX_LINEINFO_REC_SIZE ||
15170             rec_size & (sizeof(u32) - 1))
15171                 return -EINVAL;
15172
15173         /* Need to zero it in case the userspace may
15174          * pass in a smaller bpf_line_info object.
15175          */
15176         linfo = kvcalloc(nr_linfo, sizeof(struct bpf_line_info),
15177                          GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
15178         if (!linfo)
15179                 return -ENOMEM;
15180
15181         prog = env->prog;
15182         btf = prog->aux->btf;
15183
15184         s = 0;
15185         sub = env->subprog_info;
15186         ulinfo = make_bpfptr(attr->line_info, uattr.is_kernel);
15187         expected_size = sizeof(struct bpf_line_info);
15188         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15189         for (i = 0; i < nr_linfo; i++) {
15190                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(ulinfo, expected_size, rec_size);
15191                 if (err) {
15192                         if (err == -E2BIG) {
15193                                 verbose(env, "nonzero tailing record in line_info");
15194                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15195                                                           offsetof(union bpf_attr, line_info_rec_size),
15196                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15197                                         err = -EFAULT;
15198                         }
15199                         goto err_free;
15200                 }
15201
15202                 if (copy_from_bpfptr(&linfo[i], ulinfo, ncopy)) {
15203                         err = -EFAULT;
15204                         goto err_free;
15205                 }
15206
15207                 /*
15208                  * Check insn_off to ensure
15209                  * 1) strictly increasing AND
15210                  * 2) bounded by prog->len
15211                  *
15212                  * The linfo[0].insn_off == 0 check logically falls into
15213                  * the later "missing bpf_line_info for func..." case
15214                  * because the first linfo[0].insn_off must be the
15215                  * first sub also and the first sub must have
15216                  * subprog_info[0].start == 0.
15217                  */
15218                 if ((i && linfo[i].insn_off <= prev_offset) ||
15219                     linfo[i].insn_off >= prog->len) {
15220                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].insn_off:%u (prev_offset:%u prog->len:%u)\n",
15221                                 i, linfo[i].insn_off, prev_offset,
15222                                 prog->len);
15223                         err = -EINVAL;
15224                         goto err_free;
15225                 }
15226
15227                 if (!prog->insnsi[linfo[i].insn_off].code) {
15228                         verbose(env,
15229                                 "Invalid insn code at line_info[%u].insn_off\n",
15230                                 i);
15231                         err = -EINVAL;
15232                         goto err_free;
15233                 }
15234
15235                 if (!btf_name_by_offset(btf, linfo[i].line_off) ||
15236                     !btf_name_by_offset(btf, linfo[i].file_name_off)) {
15237                         verbose(env, "Invalid line_info[%u].line_off or .file_name_off\n", i);
15238                         err = -EINVAL;
15239                         goto err_free;
15240                 }
15241
15242                 if (s != env->subprog_cnt) {
15243                         if (linfo[i].insn_off == sub[s].start) {
15244                                 sub[s].linfo_idx = i;
15245                                 s++;
15246                         } else if (sub[s].start < linfo[i].insn_off) {
15247                                 verbose(env, "missing bpf_line_info for func#%u\n", s);
15248                                 err = -EINVAL;
15249                                 goto err_free;
15250                         }
15251                 }
15252
15253                 prev_offset = linfo[i].insn_off;
15254                 bpfptr_add(&ulinfo, rec_size);
15255         }
15256
15257         if (s != env->subprog_cnt) {
15258                 verbose(env, "missing bpf_line_info for %u funcs starting from func#%u\n",
15259                         env->subprog_cnt - s, s);
15260                 err = -EINVAL;
15261                 goto err_free;
15262         }
15263
15264         prog->aux->linfo = linfo;
15265         prog->aux->nr_linfo = nr_linfo;
15266
15267         return 0;
15268
15269 err_free:
15270         kvfree(linfo);
15271         return err;
15272 }
15273
15274 #define MIN_CORE_RELO_SIZE      sizeof(struct bpf_core_relo)
15275 #define MAX_CORE_RELO_SIZE      MAX_FUNCINFO_REC_SIZE
15276
15277 static int check_core_relo(struct bpf_verifier_env *env,
15278                            const union bpf_attr *attr,
15279                            bpfptr_t uattr)
15280 {
15281         u32 i, nr_core_relo, ncopy, expected_size, rec_size;
15282         struct bpf_core_relo core_relo = {};
15283         struct bpf_prog *prog = env->prog;
15284         const struct btf *btf = prog->aux->btf;
15285         struct bpf_core_ctx ctx = {
15286                 .log = &env->log,
15287                 .btf = btf,
15288         };
15289         bpfptr_t u_core_relo;
15290         int err;
15291
15292         nr_core_relo = attr->core_relo_cnt;
15293         if (!nr_core_relo)
15294                 return 0;
15295         if (nr_core_relo > INT_MAX / sizeof(struct bpf_core_relo))
15296                 return -EINVAL;
15297
15298         rec_size = attr->core_relo_rec_size;
15299         if (rec_size < MIN_CORE_RELO_SIZE ||
15300             rec_size > MAX_CORE_RELO_SIZE ||
15301             rec_size % sizeof(u32))
15302                 return -EINVAL;
15303
15304         u_core_relo = make_bpfptr(attr->core_relos, uattr.is_kernel);
15305         expected_size = sizeof(struct bpf_core_relo);
15306         ncopy = min_t(u32, expected_size, rec_size);
15307
15308         /* Unlike func_info and line_info, copy and apply each CO-RE
15309          * relocation record one at a time.
15310          */
15311         for (i = 0; i < nr_core_relo; i++) {
15312                 /* future proofing when sizeof(bpf_core_relo) changes */
15313                 err = bpf_check_uarg_tail_zero(u_core_relo, expected_size, rec_size);
15314                 if (err) {
15315                         if (err == -E2BIG) {
15316                                 verbose(env, "nonzero tailing record in core_relo");
15317                                 if (copy_to_bpfptr_offset(uattr,
15318                                                           offsetof(union bpf_attr, core_relo_rec_size),
15319                                                           &expected_size, sizeof(expected_size)))
15320                                         err = -EFAULT;
15321                         }
15322                         break;
15323                 }
15324
15325                 if (copy_from_bpfptr(&core_relo, u_core_relo, ncopy)) {
15326                         err = -EFAULT;
15327                         break;
15328                 }
15329
15330                 if (core_relo.insn_off % 8 || core_relo.insn_off / 8 >= prog->len) {
15331                         verbose(env, "Invalid core_relo[%u].insn_off:%u prog->len:%u\n",
15332                                 i, core_relo.insn_off, prog->len);
15333                         err = -EINVAL;
15334                         break;
15335                 }
15336
15337                 err = bpf_core_apply(&ctx, &core_relo, i,
15338                                      &prog->insnsi[core_relo.insn_off / 8]);
15339                 if (err)
15340                         break;
15341                 bpfptr_add(&u_core_relo, rec_size);
15342         }
15343         return err;
15344 }
15345
15346 static int check_btf_info(struct bpf_verifier_env *env,
15347                           const union bpf_attr *attr,
15348                           bpfptr_t uattr)
15349 {
15350         struct btf *btf;
15351         int err;
15352
15353         if (!attr->func_info_cnt && !attr->line_info_cnt) {
15354                 if (check_abnormal_return(env))
15355                         return -EINVAL;
15356                 return 0;
15357         }
15358
15359         btf = btf_get_by_fd(attr->prog_btf_fd);
15360         if (IS_ERR(btf))
15361                 return PTR_ERR(btf);
15362         if (btf_is_kernel(btf)) {
15363                 btf_put(btf);
15364                 return -EACCES;
15365         }
15366         env->prog->aux->btf = btf;
15367
15368         err = check_btf_func(env, attr, uattr);
15369         if (err)
15370                 return err;
15371
15372         err = check_btf_line(env, attr, uattr);
15373         if (err)
15374                 return err;
15375
15376         err = check_core_relo(env, attr, uattr);
15377         if (err)
15378                 return err;
15379
15380         return 0;
15381 }
15382
15383 /* check %cur's range satisfies %old's */
15384 static bool range_within(struct bpf_reg_state *old,
15385                          struct bpf_reg_state *cur)
15386 {
15387         return old->umin_value <= cur->umin_value &&
15388                old->umax_value >= cur->umax_value &&
15389                old->smin_value <= cur->smin_value &&
15390                old->smax_value >= cur->smax_value &&
15391                old->u32_min_value <= cur->u32_min_value &&
15392                old->u32_max_value >= cur->u32_max_value &&
15393                old->s32_min_value <= cur->s32_min_value &&
15394                old->s32_max_value >= cur->s32_max_value;
15395 }
15396
15397 /* If in the old state two registers had the same id, then they need to have
15398  * the same id in the new state as well.  But that id could be different from
15399  * the old state, so we need to track the mapping from old to new ids.
15400  * Once we have seen that, say, a reg with old id 5 had new id 9, any subsequent
15401  * regs with old id 5 must also have new id 9 for the new state to be safe.  But
15402  * regs with a different old id could still have new id 9, we don't care about
15403  * that.
15404  * So we look through our idmap to see if this old id has been seen before.  If
15405  * so, we require the new id to match; otherwise, we add the id pair to the map.
15406  */
15407 static bool check_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15408 {
15409         struct bpf_id_pair *map = idmap->map;
15410         unsigned int i;
15411
15412         /* either both IDs should be set or both should be zero */
15413         if (!!old_id != !!cur_id)
15414                 return false;
15415
15416         if (old_id == 0) /* cur_id == 0 as well */
15417                 return true;
15418
15419         for (i = 0; i < BPF_ID_MAP_SIZE; i++) {
15420                 if (!map[i].old) {
15421                         /* Reached an empty slot; haven't seen this id before */
15422                         map[i].old = old_id;
15423                         map[i].cur = cur_id;
15424                         return true;
15425                 }
15426                 if (map[i].old == old_id)
15427                         return map[i].cur == cur_id;
15428                 if (map[i].cur == cur_id)
15429                         return false;
15430         }
15431         /* We ran out of idmap slots, which should be impossible */
15432         WARN_ON_ONCE(1);
15433         return false;
15434 }
15435
15436 /* Similar to check_ids(), but allocate a unique temporary ID
15437  * for 'old_id' or 'cur_id' of zero.
15438  * This makes pairs like '0 vs unique ID', 'unique ID vs 0' valid.
15439  */
15440 static bool check_scalar_ids(u32 old_id, u32 cur_id, struct bpf_idmap *idmap)
15441 {
15442         old_id = old_id ? old_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15443         cur_id = cur_id ? cur_id : ++idmap->tmp_id_gen;
15444
15445         return check_ids(old_id, cur_id, idmap);
15446 }
15447
15448 static void clean_func_state(struct bpf_verifier_env *env,
15449                              struct bpf_func_state *st)
15450 {
15451         enum bpf_reg_liveness live;
15452         int i, j;
15453
15454         for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15455                 live = st->regs[i].live;
15456                 /* liveness must not touch this register anymore */
15457                 st->regs[i].live |= REG_LIVE_DONE;
15458                 if (!(live & REG_LIVE_READ))
15459                         /* since the register is unused, clear its state
15460                          * to make further comparison simpler
15461                          */
15462                         __mark_reg_not_init(env, &st->regs[i]);
15463         }
15464
15465         for (i = 0; i < st->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15466                 live = st->stack[i].spilled_ptr.live;
15467                 /* liveness must not touch this stack slot anymore */
15468                 st->stack[i].spilled_ptr.live |= REG_LIVE_DONE;
15469                 if (!(live & REG_LIVE_READ)) {
15470                         __mark_reg_not_init(env, &st->stack[i].spilled_ptr);
15471                         for (j = 0; j < BPF_REG_SIZE; j++)
15472                                 st->stack[i].slot_type[j] = STACK_INVALID;
15473                 }
15474         }
15475 }
15476
15477 static void clean_verifier_state(struct bpf_verifier_env *env,
15478                                  struct bpf_verifier_state *st)
15479 {
15480         int i;
15481
15482         if (st->frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE)
15483                 /* all regs in this state in all frames were already marked */
15484                 return;
15485
15486         for (i = 0; i <= st->curframe; i++)
15487                 clean_func_state(env, st->frame[i]);
15488 }
15489
15490 /* the parentage chains form a tree.
15491  * the verifier states are added to state lists at given insn and
15492  * pushed into state stack for future exploration.
15493  * when the verifier reaches bpf_exit insn some of the verifer states
15494  * stored in the state lists have their final liveness state already,
15495  * but a lot of states will get revised from liveness point of view when
15496  * the verifier explores other branches.
15497  * Example:
15498  * 1: r0 = 1
15499  * 2: if r1 == 100 goto pc+1
15500  * 3: r0 = 2
15501  * 4: exit
15502  * when the verifier reaches exit insn the register r0 in the state list of
15503  * insn 2 will be seen as !REG_LIVE_READ. Then the verifier pops the other_branch
15504  * of insn 2 and goes exploring further. At the insn 4 it will walk the
15505  * parentage chain from insn 4 into insn 2 and will mark r0 as REG_LIVE_READ.
15506  *
15507  * Since the verifier pushes the branch states as it sees them while exploring
15508  * the program the condition of walking the branch instruction for the second
15509  * time means that all states below this branch were already explored and
15510  * their final liveness marks are already propagated.
15511  * Hence when the verifier completes the search of state list in is_state_visited()
15512  * we can call this clean_live_states() function to mark all liveness states
15513  * as REG_LIVE_DONE to indicate that 'parent' pointers of 'struct bpf_reg_state'
15514  * will not be used.
15515  * This function also clears the registers and stack for states that !READ
15516  * to simplify state merging.
15517  *
15518  * Important note here that walking the same branch instruction in the callee
15519  * doesn't meant that the states are DONE. The verifier has to compare
15520  * the callsites
15521  */
15522 static void clean_live_states(struct bpf_verifier_env *env, int insn,
15523                               struct bpf_verifier_state *cur)
15524 {
15525         struct bpf_verifier_state_list *sl;
15526         int i;
15527
15528         sl = *explored_state(env, insn);
15529         while (sl) {
15530                 if (sl->state.branches)
15531                         goto next;
15532                 if (sl->state.insn_idx != insn ||
15533                     sl->state.curframe != cur->curframe)
15534                         goto next;
15535                 for (i = 0; i <= cur->curframe; i++)
15536                         if (sl->state.frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15537                                 goto next;
15538                 clean_verifier_state(env, &sl->state);
15539 next:
15540                 sl = sl->next;
15541         }
15542 }
15543
15544 static bool regs_exact(const struct bpf_reg_state *rold,
15545                        const struct bpf_reg_state *rcur,
15546                        struct bpf_idmap *idmap)
15547 {
15548         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15549                check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15550                check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15551 }
15552
15553 /* Returns true if (rold safe implies rcur safe) */
15554 static bool regsafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_reg_state *rold,
15555                     struct bpf_reg_state *rcur, struct bpf_idmap *idmap)
15556 {
15557         if (!(rold->live & REG_LIVE_READ))
15558                 /* explored state didn't use this */
15559                 return true;
15560         if (rold->type == NOT_INIT)
15561                 /* explored state can't have used this */
15562                 return true;
15563         if (rcur->type == NOT_INIT)
15564                 return false;
15565
15566         /* Enforce that register types have to match exactly, including their
15567          * modifiers (like PTR_MAYBE_NULL, MEM_RDONLY, etc), as a general
15568          * rule.
15569          *
15570          * One can make a point that using a pointer register as unbounded
15571          * SCALAR would be technically acceptable, but this could lead to
15572          * pointer leaks because scalars are allowed to leak while pointers
15573          * are not. We could make this safe in special cases if root is
15574          * calling us, but it's probably not worth the hassle.
15575          *
15576          * Also, register types that are *not* MAYBE_NULL could technically be
15577          * safe to use as their MAYBE_NULL variants (e.g., PTR_TO_MAP_VALUE
15578          * is safe to be used as PTR_TO_MAP_VALUE_OR_NULL, provided both point
15579          * to the same map).
15580          * However, if the old MAYBE_NULL register then got NULL checked,
15581          * doing so could have affected others with the same id, and we can't
15582          * check for that because we lost the id when we converted to
15583          * a non-MAYBE_NULL variant.
15584          * So, as a general rule we don't allow mixing MAYBE_NULL and
15585          * non-MAYBE_NULL registers as well.
15586          */
15587         if (rold->type != rcur->type)
15588                 return false;
15589
15590         switch (base_type(rold->type)) {
15591         case SCALAR_VALUE:
15592                 if (env->explore_alu_limits) {
15593                         /* explore_alu_limits disables tnum_in() and range_within()
15594                          * logic and requires everything to be strict
15595                          */
15596                         return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, id)) == 0 &&
15597                                check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15598                 }
15599                 if (!rold->precise)
15600                         return true;
15601                 /* Why check_ids() for scalar registers?
15602                  *
15603                  * Consider the following BPF code:
15604                  *   1: r6 = ... unbound scalar, ID=a ...
15605                  *   2: r7 = ... unbound scalar, ID=b ...
15606                  *   3: if (r6 > r7) goto +1
15607                  *   4: r6 = r7
15608                  *   5: if (r6 > X) goto ...
15609                  *   6: ... memory operation using r7 ...
15610                  *
15611                  * First verification path is [1-6]:
15612                  * - at (4) same bpf_reg_state::id (b) would be assigned to r6 and r7;
15613                  * - at (5) r6 would be marked <= X, find_equal_scalars() would also mark
15614                  *   r7 <= X, because r6 and r7 share same id.
15615                  * Next verification path is [1-4, 6].
15616                  *
15617                  * Instruction (6) would be reached in two states:
15618                  *   I.  r6{.id=b}, r7{.id=b} via path 1-6;
15619                  *   II. r6{.id=a}, r7{.id=b} via path 1-4, 6.
15620                  *
15621                  * Use check_ids() to distinguish these states.
15622                  * ---
15623                  * Also verify that new value satisfies old value range knowledge.
15624                  */
15625                 return range_within(rold, rcur) &&
15626                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15627                        check_scalar_ids(rold->id, rcur->id, idmap);
15628         case PTR_TO_MAP_KEY:
15629         case PTR_TO_MAP_VALUE:
15630         case PTR_TO_MEM:
15631         case PTR_TO_BUF:
15632         case PTR_TO_TP_BUFFER:
15633                 /* If the new min/max/var_off satisfy the old ones and
15634                  * everything else matches, we are OK.
15635                  */
15636                 return memcmp(rold, rcur, offsetof(struct bpf_reg_state, var_off)) == 0 &&
15637                        range_within(rold, rcur) &&
15638                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off) &&
15639                        check_ids(rold->id, rcur->id, idmap) &&
15640                        check_ids(rold->ref_obj_id, rcur->ref_obj_id, idmap);
15641         case PTR_TO_PACKET_META:
15642         case PTR_TO_PACKET:
15643                 /* We must have at least as much range as the old ptr
15644                  * did, so that any accesses which were safe before are
15645                  * still safe.  This is true even if old range < old off,
15646                  * since someone could have accessed through (ptr - k), or
15647                  * even done ptr -= k in a register, to get a safe access.
15648                  */
15649                 if (rold->range > rcur->range)
15650                         return false;
15651                 /* If the offsets don't match, we can't trust our alignment;
15652                  * nor can we be sure that we won't fall out of range.
15653                  */
15654                 if (rold->off != rcur->off)
15655                         return false;
15656                 /* id relations must be preserved */
15657                 if (!check_ids(rold->id, rcur->id, idmap))
15658                         return false;
15659                 /* new val must satisfy old val knowledge */
15660                 return range_within(rold, rcur) &&
15661                        tnum_in(rold->var_off, rcur->var_off);
15662         case PTR_TO_STACK:
15663                 /* two stack pointers are equal only if they're pointing to
15664                  * the same stack frame, since fp-8 in foo != fp-8 in bar
15665                  */
15666                 return regs_exact(rold, rcur, idmap) && rold->frameno == rcur->frameno;
15667         default:
15668                 return regs_exact(rold, rcur, idmap);
15669         }
15670 }
15671
15672 static bool stacksafe(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15673                       struct bpf_func_state *cur, struct bpf_idmap *idmap)
15674 {
15675         int i, spi;
15676
15677         /* walk slots of the explored stack and ignore any additional
15678          * slots in the current stack, since explored(safe) state
15679          * didn't use them
15680          */
15681         for (i = 0; i < old->allocated_stack; i++) {
15682                 struct bpf_reg_state *old_reg, *cur_reg;
15683
15684                 spi = i / BPF_REG_SIZE;
15685
15686                 if (!(old->stack[spi].spilled_ptr.live & REG_LIVE_READ)) {
15687                         i += BPF_REG_SIZE - 1;
15688                         /* explored state didn't use this */
15689                         continue;
15690                 }
15691
15692                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_INVALID)
15693                         continue;
15694
15695                 if (env->allow_uninit_stack &&
15696                     old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC)
15697                         continue;
15698
15699                 /* explored stack has more populated slots than current stack
15700                  * and these slots were used
15701                  */
15702                 if (i >= cur->allocated_stack)
15703                         return false;
15704
15705                 /* if old state was safe with misc data in the stack
15706                  * it will be safe with zero-initialized stack.
15707                  * The opposite is not true
15708                  */
15709                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_MISC &&
15710                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] == STACK_ZERO)
15711                         continue;
15712                 if (old->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE] !=
15713                     cur->stack[spi].slot_type[i % BPF_REG_SIZE])
15714                         /* Ex: old explored (safe) state has STACK_SPILL in
15715                          * this stack slot, but current has STACK_MISC ->
15716                          * this verifier states are not equivalent,
15717                          * return false to continue verification of this path
15718                          */
15719                         return false;
15720                 if (i % BPF_REG_SIZE != BPF_REG_SIZE - 1)
15721                         continue;
15722                 /* Both old and cur are having same slot_type */
15723                 switch (old->stack[spi].slot_type[BPF_REG_SIZE - 1]) {
15724                 case STACK_SPILL:
15725                         /* when explored and current stack slot are both storing
15726                          * spilled registers, check that stored pointers types
15727                          * are the same as well.
15728                          * Ex: explored safe path could have stored
15729                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -8}
15730                          * but current path has stored:
15731                          * (bpf_reg_state) {.type = PTR_TO_STACK, .off = -16}
15732                          * such verifier states are not equivalent.
15733                          * return false to continue verification of this path
15734                          */
15735                         if (!regsafe(env, &old->stack[spi].spilled_ptr,
15736                                      &cur->stack[spi].spilled_ptr, idmap))
15737                                 return false;
15738                         break;
15739                 case STACK_DYNPTR:
15740                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15741                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15742                         if (old_reg->dynptr.type != cur_reg->dynptr.type ||
15743                             old_reg->dynptr.first_slot != cur_reg->dynptr.first_slot ||
15744                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15745                                 return false;
15746                         break;
15747                 case STACK_ITER:
15748                         old_reg = &old->stack[spi].spilled_ptr;
15749                         cur_reg = &cur->stack[spi].spilled_ptr;
15750                         /* iter.depth is not compared between states as it
15751                          * doesn't matter for correctness and would otherwise
15752                          * prevent convergence; we maintain it only to prevent
15753                          * infinite loop check triggering, see
15754                          * iter_active_depths_differ()
15755                          */
15756                         if (old_reg->iter.btf != cur_reg->iter.btf ||
15757                             old_reg->iter.btf_id != cur_reg->iter.btf_id ||
15758                             old_reg->iter.state != cur_reg->iter.state ||
15759                             /* ignore {old_reg,cur_reg}->iter.depth, see above */
15760                             !check_ids(old_reg->ref_obj_id, cur_reg->ref_obj_id, idmap))
15761                                 return false;
15762                         break;
15763                 case STACK_MISC:
15764                 case STACK_ZERO:
15765                 case STACK_INVALID:
15766                         continue;
15767                 /* Ensure that new unhandled slot types return false by default */
15768                 default:
15769                         return false;
15770                 }
15771         }
15772         return true;
15773 }
15774
15775 static bool refsafe(struct bpf_func_state *old, struct bpf_func_state *cur,
15776                     struct bpf_idmap *idmap)
15777 {
15778         int i;
15779
15780         if (old->acquired_refs != cur->acquired_refs)
15781                 return false;
15782
15783         for (i = 0; i < old->acquired_refs; i++) {
15784                 if (!check_ids(old->refs[i].id, cur->refs[i].id, idmap))
15785                         return false;
15786         }
15787
15788         return true;
15789 }
15790
15791 /* compare two verifier states
15792  *
15793  * all states stored in state_list are known to be valid, since
15794  * verifier reached 'bpf_exit' instruction through them
15795  *
15796  * this function is called when verifier exploring different branches of
15797  * execution popped from the state stack. If it sees an old state that has
15798  * more strict register state and more strict stack state then this execution
15799  * branch doesn't need to be explored further, since verifier already
15800  * concluded that more strict state leads to valid finish.
15801  *
15802  * Therefore two states are equivalent if register state is more conservative
15803  * and explored stack state is more conservative than the current one.
15804  * Example:
15805  *       explored                   current
15806  * (slot1=INV slot2=MISC) == (slot1=MISC slot2=MISC)
15807  * (slot1=MISC slot2=MISC) != (slot1=INV slot2=MISC)
15808  *
15809  * In other words if current stack state (one being explored) has more
15810  * valid slots than old one that already passed validation, it means
15811  * the verifier can stop exploring and conclude that current state is valid too
15812  *
15813  * Similarly with registers. If explored state has register type as invalid
15814  * whereas register type in current state is meaningful, it means that
15815  * the current state will reach 'bpf_exit' instruction safely
15816  */
15817 static bool func_states_equal(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_func_state *old,
15818                               struct bpf_func_state *cur)
15819 {
15820         int i;
15821
15822         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
15823                 if (!regsafe(env, &old->regs[i], &cur->regs[i],
15824                              &env->idmap_scratch))
15825                         return false;
15826
15827         if (!stacksafe(env, old, cur, &env->idmap_scratch))
15828                 return false;
15829
15830         if (!refsafe(old, cur, &env->idmap_scratch))
15831                 return false;
15832
15833         return true;
15834 }
15835
15836 static bool states_equal(struct bpf_verifier_env *env,
15837                          struct bpf_verifier_state *old,
15838                          struct bpf_verifier_state *cur)
15839 {
15840         int i;
15841
15842         if (old->curframe != cur->curframe)
15843                 return false;
15844
15845         env->idmap_scratch.tmp_id_gen = env->id_gen;
15846         memset(&env->idmap_scratch.map, 0, sizeof(env->idmap_scratch.map));
15847
15848         /* Verification state from speculative execution simulation
15849          * must never prune a non-speculative execution one.
15850          */
15851         if (old->speculative && !cur->speculative)
15852                 return false;
15853
15854         if (old->active_lock.ptr != cur->active_lock.ptr)
15855                 return false;
15856
15857         /* Old and cur active_lock's have to be either both present
15858          * or both absent.
15859          */
15860         if (!!old->active_lock.id != !!cur->active_lock.id)
15861                 return false;
15862
15863         if (old->active_lock.id &&
15864             !check_ids(old->active_lock.id, cur->active_lock.id, &env->idmap_scratch))
15865                 return false;
15866
15867         if (old->active_rcu_lock != cur->active_rcu_lock)
15868                 return false;
15869
15870         /* for states to be equal callsites have to be the same
15871          * and all frame states need to be equivalent
15872          */
15873         for (i = 0; i <= old->curframe; i++) {
15874                 if (old->frame[i]->callsite != cur->frame[i]->callsite)
15875                         return false;
15876                 if (!func_states_equal(env, old->frame[i], cur->frame[i]))
15877                         return false;
15878         }
15879         return true;
15880 }
15881
15882 /* Return 0 if no propagation happened. Return negative error code if error
15883  * happened. Otherwise, return the propagated bit.
15884  */
15885 static int propagate_liveness_reg(struct bpf_verifier_env *env,
15886                                   struct bpf_reg_state *reg,
15887                                   struct bpf_reg_state *parent_reg)
15888 {
15889         u8 parent_flag = parent_reg->live & REG_LIVE_READ;
15890         u8 flag = reg->live & REG_LIVE_READ;
15891         int err;
15892
15893         /* When comes here, read flags of PARENT_REG or REG could be any of
15894          * REG_LIVE_READ64, REG_LIVE_READ32, REG_LIVE_NONE. There is no need
15895          * of propagation if PARENT_REG has strongest REG_LIVE_READ64.
15896          */
15897         if (parent_flag == REG_LIVE_READ64 ||
15898             /* Or if there is no read flag from REG. */
15899             !flag ||
15900             /* Or if the read flag from REG is the same as PARENT_REG. */
15901             parent_flag == flag)
15902                 return 0;
15903
15904         err = mark_reg_read(env, reg, parent_reg, flag);
15905         if (err)
15906                 return err;
15907
15908         return flag;
15909 }
15910
15911 /* A write screens off any subsequent reads; but write marks come from the
15912  * straight-line code between a state and its parent.  When we arrive at an
15913  * equivalent state (jump target or such) we didn't arrive by the straight-line
15914  * code, so read marks in the state must propagate to the parent regardless
15915  * of the state's write marks. That's what 'parent == state->parent' comparison
15916  * in mark_reg_read() is for.
15917  */
15918 static int propagate_liveness(struct bpf_verifier_env *env,
15919                               const struct bpf_verifier_state *vstate,
15920                               struct bpf_verifier_state *vparent)
15921 {
15922         struct bpf_reg_state *state_reg, *parent_reg;
15923         struct bpf_func_state *state, *parent;
15924         int i, frame, err = 0;
15925
15926         if (vparent->curframe != vstate->curframe) {
15927                 WARN(1, "propagate_live: parent frame %d current frame %d\n",
15928                      vparent->curframe, vstate->curframe);
15929                 return -EFAULT;
15930         }
15931         /* Propagate read liveness of registers... */
15932         BUILD_BUG_ON(BPF_REG_FP + 1 != MAX_BPF_REG);
15933         for (frame = 0; frame <= vstate->curframe; frame++) {
15934                 parent = vparent->frame[frame];
15935                 state = vstate->frame[frame];
15936                 parent_reg = parent->regs;
15937                 state_reg = state->regs;
15938                 /* We don't need to worry about FP liveness, it's read-only */
15939                 for (i = frame < vstate->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++) {
15940                         err = propagate_liveness_reg(env, &state_reg[i],
15941                                                      &parent_reg[i]);
15942                         if (err < 0)
15943                                 return err;
15944                         if (err == REG_LIVE_READ64)
15945                                 mark_insn_zext(env, &parent_reg[i]);
15946                 }
15947
15948                 /* Propagate stack slots. */
15949                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE &&
15950                             i < parent->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15951                         parent_reg = &parent->stack[i].spilled_ptr;
15952                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15953                         err = propagate_liveness_reg(env, state_reg,
15954                                                      parent_reg);
15955                         if (err < 0)
15956                                 return err;
15957                 }
15958         }
15959         return 0;
15960 }
15961
15962 /* find precise scalars in the previous equivalent state and
15963  * propagate them into the current state
15964  */
15965 static int propagate_precision(struct bpf_verifier_env *env,
15966                                const struct bpf_verifier_state *old)
15967 {
15968         struct bpf_reg_state *state_reg;
15969         struct bpf_func_state *state;
15970         int i, err = 0, fr;
15971         bool first;
15972
15973         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
15974                 state = old->frame[fr];
15975                 state_reg = state->regs;
15976                 first = true;
15977                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++, state_reg++) {
15978                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15979                             !state_reg->precise ||
15980                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15981                                 continue;
15982                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
15983                                 if (first)
15984                                         verbose(env, "frame %d: propagating r%d", fr, i);
15985                                 else
15986                                         verbose(env, ",r%d", i);
15987                         }
15988                         bt_set_frame_reg(&env->bt, fr, i);
15989                         first = false;
15990                 }
15991
15992                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
15993                         if (!is_spilled_reg(&state->stack[i]))
15994                                 continue;
15995                         state_reg = &state->stack[i].spilled_ptr;
15996                         if (state_reg->type != SCALAR_VALUE ||
15997                             !state_reg->precise ||
15998                             !(state_reg->live & REG_LIVE_READ))
15999                                 continue;
16000                         if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2) {
16001                                 if (first)
16002                                         verbose(env, "frame %d: propagating fp%d",
16003                                                 fr, (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
16004                                 else
16005                                         verbose(env, ",fp%d", (-i - 1) * BPF_REG_SIZE);
16006                         }
16007                         bt_set_frame_slot(&env->bt, fr, i);
16008                         first = false;
16009                 }
16010                 if (!first)
16011                         verbose(env, "\n");
16012         }
16013
16014         err = mark_chain_precision_batch(env);
16015         if (err < 0)
16016                 return err;
16017
16018         return 0;
16019 }
16020
16021 static bool states_maybe_looping(struct bpf_verifier_state *old,
16022                                  struct bpf_verifier_state *cur)
16023 {
16024         struct bpf_func_state *fold, *fcur;
16025         int i, fr = cur->curframe;
16026
16027         if (old->curframe != fr)
16028                 return false;
16029
16030         fold = old->frame[fr];
16031         fcur = cur->frame[fr];
16032         for (i = 0; i < MAX_BPF_REG; i++)
16033                 if (memcmp(&fold->regs[i], &fcur->regs[i],
16034                            offsetof(struct bpf_reg_state, parent)))
16035                         return false;
16036         return true;
16037 }
16038
16039 static bool is_iter_next_insn(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16040 {
16041         return env->insn_aux_data[insn_idx].is_iter_next;
16042 }
16043
16044 /* is_state_visited() handles iter_next() (see process_iter_next_call() for
16045  * terminology) calls specially: as opposed to bounded BPF loops, it *expects*
16046  * states to match, which otherwise would look like an infinite loop. So while
16047  * iter_next() calls are taken care of, we still need to be careful and
16048  * prevent erroneous and too eager declaration of "ininite loop", when
16049  * iterators are involved.
16050  *
16051  * Here's a situation in pseudo-BPF assembly form:
16052  *
16053  *   0: again:                          ; set up iter_next() call args
16054  *   1:   r1 = &it                      ; <CHECKPOINT HERE>
16055  *   2:   call bpf_iter_num_next        ; this is iter_next() call
16056  *   3:   if r0 == 0 goto done
16057  *   4:   ... something useful here ...
16058  *   5:   goto again                    ; another iteration
16059  *   6: done:
16060  *   7:   r1 = &it
16061  *   8:   call bpf_iter_num_destroy     ; clean up iter state
16062  *   9:   exit
16063  *
16064  * This is a typical loop. Let's assume that we have a prune point at 1:,
16065  * before we get to `call bpf_iter_num_next` (e.g., because of that `goto
16066  * again`, assuming other heuristics don't get in a way).
16067  *
16068  * When we first time come to 1:, let's say we have some state X. We proceed
16069  * to 2:, fork states, enqueue ACTIVE, validate NULL case successfully, exit.
16070  * Now we come back to validate that forked ACTIVE state. We proceed through
16071  * 3-5, come to goto, jump to 1:. Let's assume our state didn't change, so we
16072  * are converging. But the problem is that we don't know that yet, as this
16073  * convergence has to happen at iter_next() call site only. So if nothing is
16074  * done, at 1: verifier will use bounded loop logic and declare infinite
16075  * looping (and would be *technically* correct, if not for iterator's
16076  * "eventual sticky NULL" contract, see process_iter_next_call()). But we
16077  * don't want that. So what we do in process_iter_next_call() when we go on
16078  * another ACTIVE iteration, we bump slot->iter.depth, to mark that it's
16079  * a different iteration. So when we suspect an infinite loop, we additionally
16080  * check if any of the *ACTIVE* iterator states depths differ. If yes, we
16081  * pretend we are not looping and wait for next iter_next() call.
16082  *
16083  * This only applies to ACTIVE state. In DRAINED state we don't expect to
16084  * loop, because that would actually mean infinite loop, as DRAINED state is
16085  * "sticky", and so we'll keep returning into the same instruction with the
16086  * same state (at least in one of possible code paths).
16087  *
16088  * This approach allows to keep infinite loop heuristic even in the face of
16089  * active iterator. E.g., C snippet below is and will be detected as
16090  * inifintely looping:
16091  *
16092  *   struct bpf_iter_num it;
16093  *   int *p, x;
16094  *
16095  *   bpf_iter_num_new(&it, 0, 10);
16096  *   while ((p = bpf_iter_num_next(&t))) {
16097  *       x = p;
16098  *       while (x--) {} // <<-- infinite loop here
16099  *   }
16100  *
16101  */
16102 static bool iter_active_depths_differ(struct bpf_verifier_state *old, struct bpf_verifier_state *cur)
16103 {
16104         struct bpf_reg_state *slot, *cur_slot;
16105         struct bpf_func_state *state;
16106         int i, fr;
16107
16108         for (fr = old->curframe; fr >= 0; fr--) {
16109                 state = old->frame[fr];
16110                 for (i = 0; i < state->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16111                         if (state->stack[i].slot_type[0] != STACK_ITER)
16112                                 continue;
16113
16114                         slot = &state->stack[i].spilled_ptr;
16115                         if (slot->iter.state != BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16116                                 continue;
16117
16118                         cur_slot = &cur->frame[fr]->stack[i].spilled_ptr;
16119                         if (cur_slot->iter.depth != slot->iter.depth)
16120                                 return true;
16121                 }
16122         }
16123         return false;
16124 }
16125
16126 static int is_state_visited(struct bpf_verifier_env *env, int insn_idx)
16127 {
16128         struct bpf_verifier_state_list *new_sl;
16129         struct bpf_verifier_state_list *sl, **pprev;
16130         struct bpf_verifier_state *cur = env->cur_state, *new;
16131         int i, j, err, states_cnt = 0;
16132         bool force_new_state = env->test_state_freq || is_force_checkpoint(env, insn_idx);
16133         bool add_new_state = force_new_state;
16134
16135         /* bpf progs typically have pruning point every 4 instructions
16136          * http://vger.kernel.org/bpfconf2019.html#session-1
16137          * Do not add new state for future pruning if the verifier hasn't seen
16138          * at least 2 jumps and at least 8 instructions.
16139          * This heuristics helps decrease 'total_states' and 'peak_states' metric.
16140          * In tests that amounts to up to 50% reduction into total verifier
16141          * memory consumption and 20% verifier time speedup.
16142          */
16143         if (env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed >= 2 &&
16144             env->insn_processed - env->prev_insn_processed >= 8)
16145                 add_new_state = true;
16146
16147         pprev = explored_state(env, insn_idx);
16148         sl = *pprev;
16149
16150         clean_live_states(env, insn_idx, cur);
16151
16152         while (sl) {
16153                 states_cnt++;
16154                 if (sl->state.insn_idx != insn_idx)
16155                         goto next;
16156
16157                 if (sl->state.branches) {
16158                         struct bpf_func_state *frame = sl->state.frame[sl->state.curframe];
16159
16160                         if (frame->in_async_callback_fn &&
16161                             frame->async_entry_cnt != cur->frame[cur->curframe]->async_entry_cnt) {
16162                                 /* Different async_entry_cnt means that the verifier is
16163                                  * processing another entry into async callback.
16164                                  * Seeing the same state is not an indication of infinite
16165                                  * loop or infinite recursion.
16166                                  * But finding the same state doesn't mean that it's safe
16167                                  * to stop processing the current state. The previous state
16168                                  * hasn't yet reached bpf_exit, since state.branches > 0.
16169                                  * Checking in_async_callback_fn alone is not enough either.
16170                                  * Since the verifier still needs to catch infinite loops
16171                                  * inside async callbacks.
16172                                  */
16173                                 goto skip_inf_loop_check;
16174                         }
16175                         /* BPF open-coded iterators loop detection is special.
16176                          * states_maybe_looping() logic is too simplistic in detecting
16177                          * states that *might* be equivalent, because it doesn't know
16178                          * about ID remapping, so don't even perform it.
16179                          * See process_iter_next_call() and iter_active_depths_differ()
16180                          * for overview of the logic. When current and one of parent
16181                          * states are detected as equivalent, it's a good thing: we prove
16182                          * convergence and can stop simulating further iterations.
16183                          * It's safe to assume that iterator loop will finish, taking into
16184                          * account iter_next() contract of eventually returning
16185                          * sticky NULL result.
16186                          */
16187                         if (is_iter_next_insn(env, insn_idx)) {
16188                                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16189                                         struct bpf_func_state *cur_frame;
16190                                         struct bpf_reg_state *iter_state, *iter_reg;
16191                                         int spi;
16192
16193                                         cur_frame = cur->frame[cur->curframe];
16194                                         /* btf_check_iter_kfuncs() enforces that
16195                                          * iter state pointer is always the first arg
16196                                          */
16197                                         iter_reg = &cur_frame->regs[BPF_REG_1];
16198                                         /* current state is valid due to states_equal(),
16199                                          * so we can assume valid iter and reg state,
16200                                          * no need for extra (re-)validations
16201                                          */
16202                                         spi = __get_spi(iter_reg->off + iter_reg->var_off.value);
16203                                         iter_state = &func(env, iter_reg)->stack[spi].spilled_ptr;
16204                                         if (iter_state->iter.state == BPF_ITER_STATE_ACTIVE)
16205                                                 goto hit;
16206                                 }
16207                                 goto skip_inf_loop_check;
16208                         }
16209                         /* attempt to detect infinite loop to avoid unnecessary doomed work */
16210                         if (states_maybe_looping(&sl->state, cur) &&
16211                             states_equal(env, &sl->state, cur) &&
16212                             !iter_active_depths_differ(&sl->state, cur)) {
16213                                 verbose_linfo(env, insn_idx, "; ");
16214                                 verbose(env, "infinite loop detected at insn %d\n", insn_idx);
16215                                 return -EINVAL;
16216                         }
16217                         /* if the verifier is processing a loop, avoid adding new state
16218                          * too often, since different loop iterations have distinct
16219                          * states and may not help future pruning.
16220                          * This threshold shouldn't be too low to make sure that
16221                          * a loop with large bound will be rejected quickly.
16222                          * The most abusive loop will be:
16223                          * r1 += 1
16224                          * if r1 < 1000000 goto pc-2
16225                          * 1M insn_procssed limit / 100 == 10k peak states.
16226                          * This threshold shouldn't be too high either, since states
16227                          * at the end of the loop are likely to be useful in pruning.
16228                          */
16229 skip_inf_loop_check:
16230                         if (!force_new_state &&
16231                             env->jmps_processed - env->prev_jmps_processed < 20 &&
16232                             env->insn_processed - env->prev_insn_processed < 100)
16233                                 add_new_state = false;
16234                         goto miss;
16235                 }
16236                 if (states_equal(env, &sl->state, cur)) {
16237 hit:
16238                         sl->hit_cnt++;
16239                         /* reached equivalent register/stack state,
16240                          * prune the search.
16241                          * Registers read by the continuation are read by us.
16242                          * If we have any write marks in env->cur_state, they
16243                          * will prevent corresponding reads in the continuation
16244                          * from reaching our parent (an explored_state).  Our
16245                          * own state will get the read marks recorded, but
16246                          * they'll be immediately forgotten as we're pruning
16247                          * this state and will pop a new one.
16248                          */
16249                         err = propagate_liveness(env, &sl->state, cur);
16250
16251                         /* if previous state reached the exit with precision and
16252                          * current state is equivalent to it (except precsion marks)
16253                          * the precision needs to be propagated back in
16254                          * the current state.
16255                          */
16256                         err = err ? : push_jmp_history(env, cur);
16257                         err = err ? : propagate_precision(env, &sl->state);
16258                         if (err)
16259                                 return err;
16260                         return 1;
16261                 }
16262 miss:
16263                 /* when new state is not going to be added do not increase miss count.
16264                  * Otherwise several loop iterations will remove the state
16265                  * recorded earlier. The goal of these heuristics is to have
16266                  * states from some iterations of the loop (some in the beginning
16267                  * and some at the end) to help pruning.
16268                  */
16269                 if (add_new_state)
16270                         sl->miss_cnt++;
16271                 /* heuristic to determine whether this state is beneficial
16272                  * to keep checking from state equivalence point of view.
16273                  * Higher numbers increase max_states_per_insn and verification time,
16274                  * but do not meaningfully decrease insn_processed.
16275                  */
16276                 if (sl->miss_cnt > sl->hit_cnt * 3 + 3) {
16277                         /* the state is unlikely to be useful. Remove it to
16278                          * speed up verification
16279                          */
16280                         *pprev = sl->next;
16281                         if (sl->state.frame[0]->regs[0].live & REG_LIVE_DONE) {
16282                                 u32 br = sl->state.branches;
16283
16284                                 WARN_ONCE(br,
16285                                           "BUG live_done but branches_to_explore %d\n",
16286                                           br);
16287                                 free_verifier_state(&sl->state, false);
16288                                 kfree(sl);
16289                                 env->peak_states--;
16290                         } else {
16291                                 /* cannot free this state, since parentage chain may
16292                                  * walk it later. Add it for free_list instead to
16293                                  * be freed at the end of verification
16294                                  */
16295                                 sl->next = env->free_list;
16296                                 env->free_list = sl;
16297                         }
16298                         sl = *pprev;
16299                         continue;
16300                 }
16301 next:
16302                 pprev = &sl->next;
16303                 sl = *pprev;
16304         }
16305
16306         if (env->max_states_per_insn < states_cnt)
16307                 env->max_states_per_insn = states_cnt;
16308
16309         if (!env->bpf_capable && states_cnt > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_STATES)
16310                 return 0;
16311
16312         if (!add_new_state)
16313                 return 0;
16314
16315         /* There were no equivalent states, remember the current one.
16316          * Technically the current state is not proven to be safe yet,
16317          * but it will either reach outer most bpf_exit (which means it's safe)
16318          * or it will be rejected. When there are no loops the verifier won't be
16319          * seeing this tuple (frame[0].callsite, frame[1].callsite, .. insn_idx)
16320          * again on the way to bpf_exit.
16321          * When looping the sl->state.branches will be > 0 and this state
16322          * will not be considered for equivalence until branches == 0.
16323          */
16324         new_sl = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state_list), GFP_KERNEL);
16325         if (!new_sl)
16326                 return -ENOMEM;
16327         env->total_states++;
16328         env->peak_states++;
16329         env->prev_jmps_processed = env->jmps_processed;
16330         env->prev_insn_processed = env->insn_processed;
16331
16332         /* forget precise markings we inherited, see __mark_chain_precision */
16333         if (env->bpf_capable)
16334                 mark_all_scalars_imprecise(env, cur);
16335
16336         /* add new state to the head of linked list */
16337         new = &new_sl->state;
16338         err = copy_verifier_state(new, cur);
16339         if (err) {
16340                 free_verifier_state(new, false);
16341                 kfree(new_sl);
16342                 return err;
16343         }
16344         new->insn_idx = insn_idx;
16345         WARN_ONCE(new->branches != 1,
16346                   "BUG is_state_visited:branches_to_explore=%d insn %d\n", new->branches, insn_idx);
16347
16348         cur->parent = new;
16349         cur->first_insn_idx = insn_idx;
16350         clear_jmp_history(cur);
16351         new_sl->next = *explored_state(env, insn_idx);
16352         *explored_state(env, insn_idx) = new_sl;
16353         /* connect new state to parentage chain. Current frame needs all
16354          * registers connected. Only r6 - r9 of the callers are alive (pushed
16355          * to the stack implicitly by JITs) so in callers' frames connect just
16356          * r6 - r9 as an optimization. Callers will have r1 - r5 connected to
16357          * the state of the call instruction (with WRITTEN set), and r0 comes
16358          * from callee with its full parentage chain, anyway.
16359          */
16360         /* clear write marks in current state: the writes we did are not writes
16361          * our child did, so they don't screen off its reads from us.
16362          * (There are no read marks in current state, because reads always mark
16363          * their parent and current state never has children yet.  Only
16364          * explored_states can get read marks.)
16365          */
16366         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16367                 for (i = j < cur->curframe ? BPF_REG_6 : 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16368                         cur->frame[j]->regs[i].parent = &new->frame[j]->regs[i];
16369                 for (i = 0; i < BPF_REG_FP; i++)
16370                         cur->frame[j]->regs[i].live = REG_LIVE_NONE;
16371         }
16372
16373         /* all stack frames are accessible from callee, clear them all */
16374         for (j = 0; j <= cur->curframe; j++) {
16375                 struct bpf_func_state *frame = cur->frame[j];
16376                 struct bpf_func_state *newframe = new->frame[j];
16377
16378                 for (i = 0; i < frame->allocated_stack / BPF_REG_SIZE; i++) {
16379                         frame->stack[i].spilled_ptr.live = REG_LIVE_NONE;
16380                         frame->stack[i].spilled_ptr.parent =
16381                                                 &newframe->stack[i].spilled_ptr;
16382                 }
16383         }
16384         return 0;
16385 }
16386
16387 /* Return true if it's OK to have the same insn return a different type. */
16388 static bool reg_type_mismatch_ok(enum bpf_reg_type type)
16389 {
16390         switch (base_type(type)) {
16391         case PTR_TO_CTX:
16392         case PTR_TO_SOCKET:
16393         case PTR_TO_SOCK_COMMON:
16394         case PTR_TO_TCP_SOCK:
16395         case PTR_TO_XDP_SOCK:
16396         case PTR_TO_BTF_ID:
16397                 return false;
16398         default:
16399                 return true;
16400         }
16401 }
16402
16403 /* If an instruction was previously used with particular pointer types, then we
16404  * need to be careful to avoid cases such as the below, where it may be ok
16405  * for one branch accessing the pointer, but not ok for the other branch:
16406  *
16407  * R1 = sock_ptr
16408  * goto X;
16409  * ...
16410  * R1 = some_other_valid_ptr;
16411  * goto X;
16412  * ...
16413  * R2 = *(u32 *)(R1 + 0);
16414  */
16415 static bool reg_type_mismatch(enum bpf_reg_type src, enum bpf_reg_type prev)
16416 {
16417         return src != prev && (!reg_type_mismatch_ok(src) ||
16418                                !reg_type_mismatch_ok(prev));
16419 }
16420
16421 static int save_aux_ptr_type(struct bpf_verifier_env *env, enum bpf_reg_type type,
16422                              bool allow_trust_missmatch)
16423 {
16424         enum bpf_reg_type *prev_type = &env->insn_aux_data[env->insn_idx].ptr_type;
16425
16426         if (*prev_type == NOT_INIT) {
16427                 /* Saw a valid insn
16428                  * dst_reg = *(u32 *)(src_reg + off)
16429                  * save type to validate intersecting paths
16430                  */
16431                 *prev_type = type;
16432         } else if (reg_type_mismatch(type, *prev_type)) {
16433                 /* Abuser program is trying to use the same insn
16434                  * dst_reg = *(u32*) (src_reg + off)
16435                  * with different pointer types:
16436                  * src_reg == ctx in one branch and
16437                  * src_reg == stack|map in some other branch.
16438                  * Reject it.
16439                  */
16440                 if (allow_trust_missmatch &&
16441                     base_type(type) == PTR_TO_BTF_ID &&
16442                     base_type(*prev_type) == PTR_TO_BTF_ID) {
16443                         /*
16444                          * Have to support a use case when one path through
16445                          * the program yields TRUSTED pointer while another
16446                          * is UNTRUSTED. Fallback to UNTRUSTED to generate
16447                          * BPF_PROBE_MEM/BPF_PROBE_MEMSX.
16448                          */
16449                         *prev_type = PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED;
16450                 } else {
16451                         verbose(env, "same insn cannot be used with different pointers\n");
16452                         return -EINVAL;
16453                 }
16454         }
16455
16456         return 0;
16457 }
16458
16459 static int do_check(struct bpf_verifier_env *env)
16460 {
16461         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
16462         struct bpf_verifier_state *state = env->cur_state;
16463         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
16464         struct bpf_reg_state *regs;
16465         int insn_cnt = env->prog->len;
16466         bool do_print_state = false;
16467         int prev_insn_idx = -1;
16468
16469         for (;;) {
16470                 struct bpf_insn *insn;
16471                 u8 class;
16472                 int err;
16473
16474                 env->prev_insn_idx = prev_insn_idx;
16475                 if (env->insn_idx >= insn_cnt) {
16476                         verbose(env, "invalid insn idx %d insn_cnt %d\n",
16477                                 env->insn_idx, insn_cnt);
16478                         return -EFAULT;
16479                 }
16480
16481                 insn = &insns[env->insn_idx];
16482                 class = BPF_CLASS(insn->code);
16483
16484                 if (++env->insn_processed > BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS) {
16485                         verbose(env,
16486                                 "BPF program is too large. Processed %d insn\n",
16487                                 env->insn_processed);
16488                         return -E2BIG;
16489                 }
16490
16491                 state->last_insn_idx = env->prev_insn_idx;
16492
16493                 if (is_prune_point(env, env->insn_idx)) {
16494                         err = is_state_visited(env, env->insn_idx);
16495                         if (err < 0)
16496                                 return err;
16497                         if (err == 1) {
16498                                 /* found equivalent state, can prune the search */
16499                                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16500                                         if (do_print_state)
16501                                                 verbose(env, "\nfrom %d to %d%s: safe\n",
16502                                                         env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16503                                                         env->cur_state->speculative ?
16504                                                         " (speculative execution)" : "");
16505                                         else
16506                                                 verbose(env, "%d: safe\n", env->insn_idx);
16507                                 }
16508                                 goto process_bpf_exit;
16509                         }
16510                 }
16511
16512                 if (is_jmp_point(env, env->insn_idx)) {
16513                         err = push_jmp_history(env, state);
16514                         if (err)
16515                                 return err;
16516                 }
16517
16518                 if (signal_pending(current))
16519                         return -EAGAIN;
16520
16521                 if (need_resched())
16522                         cond_resched();
16523
16524                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2 && do_print_state) {
16525                         verbose(env, "\nfrom %d to %d%s:",
16526                                 env->prev_insn_idx, env->insn_idx,
16527                                 env->cur_state->speculative ?
16528                                 " (speculative execution)" : "");
16529                         print_verifier_state(env, state->frame[state->curframe], true);
16530                         do_print_state = false;
16531                 }
16532
16533                 if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
16534                         const struct bpf_insn_cbs cbs = {
16535                                 .cb_call        = disasm_kfunc_name,
16536                                 .cb_print       = verbose,
16537                                 .private_data   = env,
16538                         };
16539
16540                         if (verifier_state_scratched(env))
16541                                 print_insn_state(env, state->frame[state->curframe]);
16542
16543                         verbose_linfo(env, env->insn_idx, "; ");
16544                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16545                         verbose(env, "%d: ", env->insn_idx);
16546                         print_bpf_insn(&cbs, insn, env->allow_ptr_leaks);
16547                         env->prev_insn_print_pos = env->log.end_pos - env->prev_log_pos;
16548                         env->prev_log_pos = env->log.end_pos;
16549                 }
16550
16551                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
16552                         err = bpf_prog_offload_verify_insn(env, env->insn_idx,
16553                                                            env->prev_insn_idx);
16554                         if (err)
16555                                 return err;
16556                 }
16557
16558                 regs = cur_regs(env);
16559                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16560                 prev_insn_idx = env->insn_idx;
16561
16562                 if (class == BPF_ALU || class == BPF_ALU64) {
16563                         err = check_alu_op(env, insn);
16564                         if (err)
16565                                 return err;
16566
16567                 } else if (class == BPF_LDX) {
16568                         enum bpf_reg_type src_reg_type;
16569
16570                         /* check for reserved fields is already done */
16571
16572                         /* check src operand */
16573                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16574                         if (err)
16575                                 return err;
16576
16577                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, DST_OP_NO_MARK);
16578                         if (err)
16579                                 return err;
16580
16581                         src_reg_type = regs[insn->src_reg].type;
16582
16583                         /* check that memory (src_reg + off) is readable,
16584                          * the state of dst_reg will be updated by this func
16585                          */
16586                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->src_reg,
16587                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16588                                                BPF_READ, insn->dst_reg, false,
16589                                                BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEMSX);
16590                         if (err)
16591                                 return err;
16592
16593                         err = save_aux_ptr_type(env, src_reg_type, true);
16594                         if (err)
16595                                 return err;
16596                 } else if (class == BPF_STX) {
16597                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16598
16599                         if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ATOMIC) {
16600                                 err = check_atomic(env, env->insn_idx, insn);
16601                                 if (err)
16602                                         return err;
16603                                 env->insn_idx++;
16604                                 continue;
16605                         }
16606
16607                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM || insn->imm != 0) {
16608                                 verbose(env, "BPF_STX uses reserved fields\n");
16609                                 return -EINVAL;
16610                         }
16611
16612                         /* check src1 operand */
16613                         err = check_reg_arg(env, insn->src_reg, SRC_OP);
16614                         if (err)
16615                                 return err;
16616                         /* check src2 operand */
16617                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16618                         if (err)
16619                                 return err;
16620
16621                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16622
16623                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16624                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16625                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16626                                                BPF_WRITE, insn->src_reg, false, false);
16627                         if (err)
16628                                 return err;
16629
16630                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16631                         if (err)
16632                                 return err;
16633                 } else if (class == BPF_ST) {
16634                         enum bpf_reg_type dst_reg_type;
16635
16636                         if (BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM ||
16637                             insn->src_reg != BPF_REG_0) {
16638                                 verbose(env, "BPF_ST uses reserved fields\n");
16639                                 return -EINVAL;
16640                         }
16641                         /* check src operand */
16642                         err = check_reg_arg(env, insn->dst_reg, SRC_OP);
16643                         if (err)
16644                                 return err;
16645
16646                         dst_reg_type = regs[insn->dst_reg].type;
16647
16648                         /* check that memory (dst_reg + off) is writeable */
16649                         err = check_mem_access(env, env->insn_idx, insn->dst_reg,
16650                                                insn->off, BPF_SIZE(insn->code),
16651                                                BPF_WRITE, -1, false, false);
16652                         if (err)
16653                                 return err;
16654
16655                         err = save_aux_ptr_type(env, dst_reg_type, false);
16656                         if (err)
16657                                 return err;
16658                 } else if (class == BPF_JMP || class == BPF_JMP32) {
16659                         u8 opcode = BPF_OP(insn->code);
16660
16661                         env->jmps_processed++;
16662                         if (opcode == BPF_CALL) {
16663                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16664                                     (insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL
16665                                      && insn->off != 0) ||
16666                                     (insn->src_reg != BPF_REG_0 &&
16667                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_CALL &&
16668                                      insn->src_reg != BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) ||
16669                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16670                                     class == BPF_JMP32) {
16671                                         verbose(env, "BPF_CALL uses reserved fields\n");
16672                                         return -EINVAL;
16673                                 }
16674
16675                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr) {
16676                                         if ((insn->src_reg == BPF_REG_0 && insn->imm != BPF_FUNC_spin_unlock) ||
16677                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL) ||
16678                                             (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL &&
16679                                              (insn->off != 0 || !is_bpf_graph_api_kfunc(insn->imm)))) {
16680                                                 verbose(env, "function calls are not allowed while holding a lock\n");
16681                                                 return -EINVAL;
16682                                         }
16683                                 }
16684                                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
16685                                         err = check_func_call(env, insn, &env->insn_idx);
16686                                 else if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL)
16687                                         err = check_kfunc_call(env, insn, &env->insn_idx);
16688                                 else
16689                                         err = check_helper_call(env, insn, &env->insn_idx);
16690                                 if (err)
16691                                         return err;
16692
16693                                 mark_reg_scratched(env, BPF_REG_0);
16694                         } else if (opcode == BPF_JA) {
16695                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16696                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16697                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16698                                     (class == BPF_JMP && insn->imm != 0) ||
16699                                     (class == BPF_JMP32 && insn->off != 0)) {
16700                                         verbose(env, "BPF_JA uses reserved fields\n");
16701                                         return -EINVAL;
16702                                 }
16703
16704                                 if (class == BPF_JMP)
16705                                         env->insn_idx += insn->off + 1;
16706                                 else
16707                                         env->insn_idx += insn->imm + 1;
16708                                 continue;
16709
16710                         } else if (opcode == BPF_EXIT) {
16711                                 if (BPF_SRC(insn->code) != BPF_K ||
16712                                     insn->imm != 0 ||
16713                                     insn->src_reg != BPF_REG_0 ||
16714                                     insn->dst_reg != BPF_REG_0 ||
16715                                     class == BPF_JMP32) {
16716                                         verbose(env, "BPF_EXIT uses reserved fields\n");
16717                                         return -EINVAL;
16718                                 }
16719
16720                                 if (env->cur_state->active_lock.ptr &&
16721                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16722                                         verbose(env, "bpf_spin_unlock is missing\n");
16723                                         return -EINVAL;
16724                                 }
16725
16726                                 if (env->cur_state->active_rcu_lock &&
16727                                     !in_rbtree_lock_required_cb(env)) {
16728                                         verbose(env, "bpf_rcu_read_unlock is missing\n");
16729                                         return -EINVAL;
16730                                 }
16731
16732                                 /* We must do check_reference_leak here before
16733                                  * prepare_func_exit to handle the case when
16734                                  * state->curframe > 0, it may be a callback
16735                                  * function, for which reference_state must
16736                                  * match caller reference state when it exits.
16737                                  */
16738                                 err = check_reference_leak(env);
16739                                 if (err)
16740                                         return err;
16741
16742                                 if (state->curframe) {
16743                                         /* exit from nested function */
16744                                         err = prepare_func_exit(env, &env->insn_idx);
16745                                         if (err)
16746                                                 return err;
16747                                         do_print_state = true;
16748                                         continue;
16749                                 }
16750
16751                                 err = check_return_code(env);
16752                                 if (err)
16753                                         return err;
16754 process_bpf_exit:
16755                                 mark_verifier_state_scratched(env);
16756                                 update_branch_counts(env, env->cur_state);
16757                                 err = pop_stack(env, &prev_insn_idx,
16758                                                 &env->insn_idx, pop_log);
16759                                 if (err < 0) {
16760                                         if (err != -ENOENT)
16761                                                 return err;
16762                                         break;
16763                                 } else {
16764                                         do_print_state = true;
16765                                         continue;
16766                                 }
16767                         } else {
16768                                 err = check_cond_jmp_op(env, insn, &env->insn_idx);
16769                                 if (err)
16770                                         return err;
16771                         }
16772                 } else if (class == BPF_LD) {
16773                         u8 mode = BPF_MODE(insn->code);
16774
16775                         if (mode == BPF_ABS || mode == BPF_IND) {
16776                                 err = check_ld_abs(env, insn);
16777                                 if (err)
16778                                         return err;
16779
16780                         } else if (mode == BPF_IMM) {
16781                                 err = check_ld_imm(env, insn);
16782                                 if (err)
16783                                         return err;
16784
16785                                 env->insn_idx++;
16786                                 sanitize_mark_insn_seen(env);
16787                         } else {
16788                                 verbose(env, "invalid BPF_LD mode\n");
16789                                 return -EINVAL;
16790                         }
16791                 } else {
16792                         verbose(env, "unknown insn class %d\n", class);
16793                         return -EINVAL;
16794                 }
16795
16796                 env->insn_idx++;
16797         }
16798
16799         return 0;
16800 }
16801
16802 static int find_btf_percpu_datasec(struct btf *btf)
16803 {
16804         const struct btf_type *t;
16805         const char *tname;
16806         int i, n;
16807
16808         /*
16809          * Both vmlinux and module each have their own ".data..percpu"
16810          * DATASECs in BTF. So for module's case, we need to skip vmlinux BTF
16811          * types to look at only module's own BTF types.
16812          */
16813         n = btf_nr_types(btf);
16814         if (btf_is_module(btf))
16815                 i = btf_nr_types(btf_vmlinux);
16816         else
16817                 i = 1;
16818
16819         for(; i < n; i++) {
16820                 t = btf_type_by_id(btf, i);
16821                 if (BTF_INFO_KIND(t->info) != BTF_KIND_DATASEC)
16822                         continue;
16823
16824                 tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16825                 if (!strcmp(tname, ".data..percpu"))
16826                         return i;
16827         }
16828
16829         return -ENOENT;
16830 }
16831
16832 /* replace pseudo btf_id with kernel symbol address */
16833 static int check_pseudo_btf_id(struct bpf_verifier_env *env,
16834                                struct bpf_insn *insn,
16835                                struct bpf_insn_aux_data *aux)
16836 {
16837         const struct btf_var_secinfo *vsi;
16838         const struct btf_type *datasec;
16839         struct btf_mod_pair *btf_mod;
16840         const struct btf_type *t;
16841         const char *sym_name;
16842         bool percpu = false;
16843         u32 type, id = insn->imm;
16844         struct btf *btf;
16845         s32 datasec_id;
16846         u64 addr;
16847         int i, btf_fd, err;
16848
16849         btf_fd = insn[1].imm;
16850         if (btf_fd) {
16851                 btf = btf_get_by_fd(btf_fd);
16852                 if (IS_ERR(btf)) {
16853                         verbose(env, "invalid module BTF object FD specified.\n");
16854                         return -EINVAL;
16855                 }
16856         } else {
16857                 if (!btf_vmlinux) {
16858                         verbose(env, "kernel is missing BTF, make sure CONFIG_DEBUG_INFO_BTF=y is specified in Kconfig.\n");
16859                         return -EINVAL;
16860                 }
16861                 btf = btf_vmlinux;
16862                 btf_get(btf);
16863         }
16864
16865         t = btf_type_by_id(btf, id);
16866         if (!t) {
16867                 verbose(env, "ldimm64 insn specifies invalid btf_id %d.\n", id);
16868                 err = -ENOENT;
16869                 goto err_put;
16870         }
16871
16872         if (!btf_type_is_var(t) && !btf_type_is_func(t)) {
16873                 verbose(env, "pseudo btf_id %d in ldimm64 isn't KIND_VAR or KIND_FUNC\n", id);
16874                 err = -EINVAL;
16875                 goto err_put;
16876         }
16877
16878         sym_name = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16879         addr = kallsyms_lookup_name(sym_name);
16880         if (!addr) {
16881                 verbose(env, "ldimm64 failed to find the address for kernel symbol '%s'.\n",
16882                         sym_name);
16883                 err = -ENOENT;
16884                 goto err_put;
16885         }
16886         insn[0].imm = (u32)addr;
16887         insn[1].imm = addr >> 32;
16888
16889         if (btf_type_is_func(t)) {
16890                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16891                 aux->btf_var.mem_size = 0;
16892                 goto check_btf;
16893         }
16894
16895         datasec_id = find_btf_percpu_datasec(btf);
16896         if (datasec_id > 0) {
16897                 datasec = btf_type_by_id(btf, datasec_id);
16898                 for_each_vsi(i, datasec, vsi) {
16899                         if (vsi->type == id) {
16900                                 percpu = true;
16901                                 break;
16902                         }
16903                 }
16904         }
16905
16906         type = t->type;
16907         t = btf_type_skip_modifiers(btf, type, NULL);
16908         if (percpu) {
16909                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID | MEM_PERCPU;
16910                 aux->btf_var.btf = btf;
16911                 aux->btf_var.btf_id = type;
16912         } else if (!btf_type_is_struct(t)) {
16913                 const struct btf_type *ret;
16914                 const char *tname;
16915                 u32 tsize;
16916
16917                 /* resolve the type size of ksym. */
16918                 ret = btf_resolve_size(btf, t, &tsize);
16919                 if (IS_ERR(ret)) {
16920                         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
16921                         verbose(env, "ldimm64 unable to resolve the size of type '%s': %ld\n",
16922                                 tname, PTR_ERR(ret));
16923                         err = -EINVAL;
16924                         goto err_put;
16925                 }
16926                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_MEM | MEM_RDONLY;
16927                 aux->btf_var.mem_size = tsize;
16928         } else {
16929                 aux->btf_var.reg_type = PTR_TO_BTF_ID;
16930                 aux->btf_var.btf = btf;
16931                 aux->btf_var.btf_id = type;
16932         }
16933 check_btf:
16934         /* check whether we recorded this BTF (and maybe module) already */
16935         for (i = 0; i < env->used_btf_cnt; i++) {
16936                 if (env->used_btfs[i].btf == btf) {
16937                         btf_put(btf);
16938                         return 0;
16939                 }
16940         }
16941
16942         if (env->used_btf_cnt >= MAX_USED_BTFS) {
16943                 err = -E2BIG;
16944                 goto err_put;
16945         }
16946
16947         btf_mod = &env->used_btfs[env->used_btf_cnt];
16948         btf_mod->btf = btf;
16949         btf_mod->module = NULL;
16950
16951         /* if we reference variables from kernel module, bump its refcount */
16952         if (btf_is_module(btf)) {
16953                 btf_mod->module = btf_try_get_module(btf);
16954                 if (!btf_mod->module) {
16955                         err = -ENXIO;
16956                         goto err_put;
16957                 }
16958         }
16959
16960         env->used_btf_cnt++;
16961
16962         return 0;
16963 err_put:
16964         btf_put(btf);
16965         return err;
16966 }
16967
16968 static bool is_tracing_prog_type(enum bpf_prog_type type)
16969 {
16970         switch (type) {
16971         case BPF_PROG_TYPE_KPROBE:
16972         case BPF_PROG_TYPE_TRACEPOINT:
16973         case BPF_PROG_TYPE_PERF_EVENT:
16974         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT:
16975         case BPF_PROG_TYPE_RAW_TRACEPOINT_WRITABLE:
16976                 return true;
16977         default:
16978                 return false;
16979         }
16980 }
16981
16982 static int check_map_prog_compatibility(struct bpf_verifier_env *env,
16983                                         struct bpf_map *map,
16984                                         struct bpf_prog *prog)
16985
16986 {
16987         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
16988
16989         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_LIST_HEAD) ||
16990             btf_record_has_field(map->record, BPF_RB_ROOT)) {
16991                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
16992                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_{list_head,rb_root} yet\n");
16993                         return -EINVAL;
16994                 }
16995         }
16996
16997         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_SPIN_LOCK)) {
16998                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_SOCKET_FILTER) {
16999                         verbose(env, "socket filter progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
17000                         return -EINVAL;
17001                 }
17002
17003                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17004                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_spin_lock yet\n");
17005                         return -EINVAL;
17006                 }
17007         }
17008
17009         if (btf_record_has_field(map->record, BPF_TIMER)) {
17010                 if (is_tracing_prog_type(prog_type)) {
17011                         verbose(env, "tracing progs cannot use bpf_timer yet\n");
17012                         return -EINVAL;
17013                 }
17014         }
17015
17016         if ((bpf_prog_is_offloaded(prog->aux) || bpf_map_is_offloaded(map)) &&
17017             !bpf_offload_prog_map_match(prog, map)) {
17018                 verbose(env, "offload device mismatch between prog and map\n");
17019                 return -EINVAL;
17020         }
17021
17022         if (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_STRUCT_OPS) {
17023                 verbose(env, "bpf_struct_ops map cannot be used in prog\n");
17024                 return -EINVAL;
17025         }
17026
17027         if (prog->aux->sleepable)
17028                 switch (map->map_type) {
17029                 case BPF_MAP_TYPE_HASH:
17030                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_HASH:
17031                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY:
17032                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_HASH:
17033                 case BPF_MAP_TYPE_PERCPU_ARRAY:
17034                 case BPF_MAP_TYPE_LRU_PERCPU_HASH:
17035                 case BPF_MAP_TYPE_ARRAY_OF_MAPS:
17036                 case BPF_MAP_TYPE_HASH_OF_MAPS:
17037                 case BPF_MAP_TYPE_RINGBUF:
17038                 case BPF_MAP_TYPE_USER_RINGBUF:
17039                 case BPF_MAP_TYPE_INODE_STORAGE:
17040                 case BPF_MAP_TYPE_SK_STORAGE:
17041                 case BPF_MAP_TYPE_TASK_STORAGE:
17042                 case BPF_MAP_TYPE_CGRP_STORAGE:
17043                         break;
17044                 default:
17045                         verbose(env,
17046                                 "Sleepable programs can only use array, hash, ringbuf and local storage maps\n");
17047                         return -EINVAL;
17048                 }
17049
17050         return 0;
17051 }
17052
17053 static bool bpf_map_is_cgroup_storage(struct bpf_map *map)
17054 {
17055         return (map->map_type == BPF_MAP_TYPE_CGROUP_STORAGE ||
17056                 map->map_type == BPF_MAP_TYPE_PERCPU_CGROUP_STORAGE);
17057 }
17058
17059 /* find and rewrite pseudo imm in ld_imm64 instructions:
17060  *
17061  * 1. if it accesses map FD, replace it with actual map pointer.
17062  * 2. if it accesses btf_id of a VAR, replace it with pointer to the var.
17063  *
17064  * NOTE: btf_vmlinux is required for converting pseudo btf_id.
17065  */
17066 static int resolve_pseudo_ldimm64(struct bpf_verifier_env *env)
17067 {
17068         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17069         int insn_cnt = env->prog->len;
17070         int i, j, err;
17071
17072         err = bpf_prog_calc_tag(env->prog);
17073         if (err)
17074                 return err;
17075
17076         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17077                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
17078                     ((BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEM && BPF_MODE(insn->code) != BPF_MEMSX) ||
17079                     insn->imm != 0)) {
17080                         verbose(env, "BPF_LDX uses reserved fields\n");
17081                         return -EINVAL;
17082                 }
17083
17084                 if (insn[0].code == (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW)) {
17085                         struct bpf_insn_aux_data *aux;
17086                         struct bpf_map *map;
17087                         struct fd f;
17088                         u64 addr;
17089                         u32 fd;
17090
17091                         if (i == insn_cnt - 1 || insn[1].code != 0 ||
17092                             insn[1].dst_reg != 0 || insn[1].src_reg != 0 ||
17093                             insn[1].off != 0) {
17094                                 verbose(env, "invalid bpf_ld_imm64 insn\n");
17095                                 return -EINVAL;
17096                         }
17097
17098                         if (insn[0].src_reg == 0)
17099                                 /* valid generic load 64-bit imm */
17100                                 goto next_insn;
17101
17102                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_BTF_ID) {
17103                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17104                                 err = check_pseudo_btf_id(env, insn, aux);
17105                                 if (err)
17106                                         return err;
17107                                 goto next_insn;
17108                         }
17109
17110                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC) {
17111                                 aux = &env->insn_aux_data[i];
17112                                 aux->ptr_type = PTR_TO_FUNC;
17113                                 goto next_insn;
17114                         }
17115
17116                         /* In final convert_pseudo_ld_imm64() step, this is
17117                          * converted into regular 64-bit imm load insn.
17118                          */
17119                         switch (insn[0].src_reg) {
17120                         case BPF_PSEUDO_MAP_VALUE:
17121                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17122                                 break;
17123                         case BPF_PSEUDO_MAP_FD:
17124                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17125                                 if (insn[1].imm == 0)
17126                                         break;
17127                                 fallthrough;
17128                         default:
17129                                 verbose(env, "unrecognized bpf_ld_imm64 insn\n");
17130                                 return -EINVAL;
17131                         }
17132
17133                         switch (insn[0].src_reg) {
17134                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX_VALUE:
17135                         case BPF_PSEUDO_MAP_IDX:
17136                                 if (bpfptr_is_null(env->fd_array)) {
17137                                         verbose(env, "fd_idx without fd_array is invalid\n");
17138                                         return -EPROTO;
17139                                 }
17140                                 if (copy_from_bpfptr_offset(&fd, env->fd_array,
17141                                                             insn[0].imm * sizeof(fd),
17142                                                             sizeof(fd)))
17143                                         return -EFAULT;
17144                                 break;
17145                         default:
17146                                 fd = insn[0].imm;
17147                                 break;
17148                         }
17149
17150                         f = fdget(fd);
17151                         map = __bpf_map_get(f);
17152                         if (IS_ERR(map)) {
17153                                 verbose(env, "fd %d is not pointing to valid bpf_map\n",
17154                                         insn[0].imm);
17155                                 return PTR_ERR(map);
17156                         }
17157
17158                         err = check_map_prog_compatibility(env, map, env->prog);
17159                         if (err) {
17160                                 fdput(f);
17161                                 return err;
17162                         }
17163
17164                         aux = &env->insn_aux_data[i];
17165                         if (insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_FD ||
17166                             insn[0].src_reg == BPF_PSEUDO_MAP_IDX) {
17167                                 addr = (unsigned long)map;
17168                         } else {
17169                                 u32 off = insn[1].imm;
17170
17171                                 if (off >= BPF_MAX_VAR_OFF) {
17172                                         verbose(env, "direct value offset of %u is not allowed\n", off);
17173                                         fdput(f);
17174                                         return -EINVAL;
17175                                 }
17176
17177                                 if (!map->ops->map_direct_value_addr) {
17178                                         verbose(env, "no direct value access support for this map type\n");
17179                                         fdput(f);
17180                                         return -EINVAL;
17181                                 }
17182
17183                                 err = map->ops->map_direct_value_addr(map, &addr, off);
17184                                 if (err) {
17185                                         verbose(env, "invalid access to map value pointer, value_size=%u off=%u\n",
17186                                                 map->value_size, off);
17187                                         fdput(f);
17188                                         return err;
17189                                 }
17190
17191                                 aux->map_off = off;
17192                                 addr += off;
17193                         }
17194
17195                         insn[0].imm = (u32)addr;
17196                         insn[1].imm = addr >> 32;
17197
17198                         /* check whether we recorded this map already */
17199                         for (j = 0; j < env->used_map_cnt; j++) {
17200                                 if (env->used_maps[j] == map) {
17201                                         aux->map_index = j;
17202                                         fdput(f);
17203                                         goto next_insn;
17204                                 }
17205                         }
17206
17207                         if (env->used_map_cnt >= MAX_USED_MAPS) {
17208                                 fdput(f);
17209                                 return -E2BIG;
17210                         }
17211
17212                         /* hold the map. If the program is rejected by verifier,
17213                          * the map will be released by release_maps() or it
17214                          * will be used by the valid program until it's unloaded
17215                          * and all maps are released in free_used_maps()
17216                          */
17217                         bpf_map_inc(map);
17218
17219                         aux->map_index = env->used_map_cnt;
17220                         env->used_maps[env->used_map_cnt++] = map;
17221
17222                         if (bpf_map_is_cgroup_storage(map) &&
17223                             bpf_cgroup_storage_assign(env->prog->aux, map)) {
17224                                 verbose(env, "only one cgroup storage of each type is allowed\n");
17225                                 fdput(f);
17226                                 return -EBUSY;
17227                         }
17228
17229                         fdput(f);
17230 next_insn:
17231                         insn++;
17232                         i++;
17233                         continue;
17234                 }
17235
17236                 /* Basic sanity check before we invest more work here. */
17237                 if (!bpf_opcode_in_insntable(insn->code)) {
17238                         verbose(env, "unknown opcode %02x\n", insn->code);
17239                         return -EINVAL;
17240                 }
17241         }
17242
17243         /* now all pseudo BPF_LD_IMM64 instructions load valid
17244          * 'struct bpf_map *' into a register instead of user map_fd.
17245          * These pointers will be used later by verifier to validate map access.
17246          */
17247         return 0;
17248 }
17249
17250 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17251 static void release_maps(struct bpf_verifier_env *env)
17252 {
17253         __bpf_free_used_maps(env->prog->aux, env->used_maps,
17254                              env->used_map_cnt);
17255 }
17256
17257 /* drop refcnt of maps used by the rejected program */
17258 static void release_btfs(struct bpf_verifier_env *env)
17259 {
17260         __bpf_free_used_btfs(env->prog->aux, env->used_btfs,
17261                              env->used_btf_cnt);
17262 }
17263
17264 /* convert pseudo BPF_LD_IMM64 into generic BPF_LD_IMM64 */
17265 static void convert_pseudo_ld_imm64(struct bpf_verifier_env *env)
17266 {
17267         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17268         int insn_cnt = env->prog->len;
17269         int i;
17270
17271         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17272                 if (insn->code != (BPF_LD | BPF_IMM | BPF_DW))
17273                         continue;
17274                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_FUNC)
17275                         continue;
17276                 insn->src_reg = 0;
17277         }
17278 }
17279
17280 /* single env->prog->insni[off] instruction was replaced with the range
17281  * insni[off, off + cnt).  Adjust corresponding insn_aux_data by copying
17282  * [0, off) and [off, end) to new locations, so the patched range stays zero
17283  */
17284 static void adjust_insn_aux_data(struct bpf_verifier_env *env,
17285                                  struct bpf_insn_aux_data *new_data,
17286                                  struct bpf_prog *new_prog, u32 off, u32 cnt)
17287 {
17288         struct bpf_insn_aux_data *old_data = env->insn_aux_data;
17289         struct bpf_insn *insn = new_prog->insnsi;
17290         u32 old_seen = old_data[off].seen;
17291         u32 prog_len;
17292         int i;
17293
17294         /* aux info at OFF always needs adjustment, no matter fast path
17295          * (cnt == 1) is taken or not. There is no guarantee INSN at OFF is the
17296          * original insn at old prog.
17297          */
17298         old_data[off].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + off + cnt - 1);
17299
17300         if (cnt == 1)
17301                 return;
17302         prog_len = new_prog->len;
17303
17304         memcpy(new_data, old_data, sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * off);
17305         memcpy(new_data + off + cnt - 1, old_data + off,
17306                sizeof(struct bpf_insn_aux_data) * (prog_len - off - cnt + 1));
17307         for (i = off; i < off + cnt - 1; i++) {
17308                 /* Expand insni[off]'s seen count to the patched range. */
17309                 new_data[i].seen = old_seen;
17310                 new_data[i].zext_dst = insn_has_def32(env, insn + i);
17311         }
17312         env->insn_aux_data = new_data;
17313         vfree(old_data);
17314 }
17315
17316 static void adjust_subprog_starts(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 len)
17317 {
17318         int i;
17319
17320         if (len == 1)
17321                 return;
17322         /* NOTE: fake 'exit' subprog should be updated as well. */
17323         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++) {
17324                 if (env->subprog_info[i].start <= off)
17325                         continue;
17326                 env->subprog_info[i].start += len - 1;
17327         }
17328 }
17329
17330 static void adjust_poke_descs(struct bpf_prog *prog, u32 off, u32 len)
17331 {
17332         struct bpf_jit_poke_descriptor *tab = prog->aux->poke_tab;
17333         int i, sz = prog->aux->size_poke_tab;
17334         struct bpf_jit_poke_descriptor *desc;
17335
17336         for (i = 0; i < sz; i++) {
17337                 desc = &tab[i];
17338                 if (desc->insn_idx <= off)
17339                         continue;
17340                 desc->insn_idx += len - 1;
17341         }
17342 }
17343
17344 static struct bpf_prog *bpf_patch_insn_data(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17345                                             const struct bpf_insn *patch, u32 len)
17346 {
17347         struct bpf_prog *new_prog;
17348         struct bpf_insn_aux_data *new_data = NULL;
17349
17350         if (len > 1) {
17351                 new_data = vzalloc(array_size(env->prog->len + len - 1,
17352                                               sizeof(struct bpf_insn_aux_data)));
17353                 if (!new_data)
17354                         return NULL;
17355         }
17356
17357         new_prog = bpf_patch_insn_single(env->prog, off, patch, len);
17358         if (IS_ERR(new_prog)) {
17359                 if (PTR_ERR(new_prog) == -ERANGE)
17360                         verbose(env,
17361                                 "insn %d cannot be patched due to 16-bit range\n",
17362                                 env->insn_aux_data[off].orig_idx);
17363                 vfree(new_data);
17364                 return NULL;
17365         }
17366         adjust_insn_aux_data(env, new_data, new_prog, off, len);
17367         adjust_subprog_starts(env, off, len);
17368         adjust_poke_descs(new_prog, off, len);
17369         return new_prog;
17370 }
17371
17372 static int adjust_subprog_starts_after_remove(struct bpf_verifier_env *env,
17373                                               u32 off, u32 cnt)
17374 {
17375         int i, j;
17376
17377         /* find first prog starting at or after off (first to remove) */
17378         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++)
17379                 if (env->subprog_info[i].start >= off)
17380                         break;
17381         /* find first prog starting at or after off + cnt (first to stay) */
17382         for (j = i; j < env->subprog_cnt; j++)
17383                 if (env->subprog_info[j].start >= off + cnt)
17384                         break;
17385         /* if j doesn't start exactly at off + cnt, we are just removing
17386          * the front of previous prog
17387          */
17388         if (env->subprog_info[j].start != off + cnt)
17389                 j--;
17390
17391         if (j > i) {
17392                 struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
17393                 int move;
17394
17395                 /* move fake 'exit' subprog as well */
17396                 move = env->subprog_cnt + 1 - j;
17397
17398                 memmove(env->subprog_info + i,
17399                         env->subprog_info + j,
17400                         sizeof(*env->subprog_info) * move);
17401                 env->subprog_cnt -= j - i;
17402
17403                 /* remove func_info */
17404                 if (aux->func_info) {
17405                         move = aux->func_info_cnt - j;
17406
17407                         memmove(aux->func_info + i,
17408                                 aux->func_info + j,
17409                                 sizeof(*aux->func_info) * move);
17410                         aux->func_info_cnt -= j - i;
17411                         /* func_info->insn_off is set after all code rewrites,
17412                          * in adjust_btf_func() - no need to adjust
17413                          */
17414                 }
17415         } else {
17416                 /* convert i from "first prog to remove" to "first to adjust" */
17417                 if (env->subprog_info[i].start == off)
17418                         i++;
17419         }
17420
17421         /* update fake 'exit' subprog as well */
17422         for (; i <= env->subprog_cnt; i++)
17423                 env->subprog_info[i].start -= cnt;
17424
17425         return 0;
17426 }
17427
17428 static int bpf_adj_linfo_after_remove(struct bpf_verifier_env *env, u32 off,
17429                                       u32 cnt)
17430 {
17431         struct bpf_prog *prog = env->prog;
17432         u32 i, l_off, l_cnt, nr_linfo;
17433         struct bpf_line_info *linfo;
17434
17435         nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17436         if (!nr_linfo)
17437                 return 0;
17438
17439         linfo = prog->aux->linfo;
17440
17441         /* find first line info to remove, count lines to be removed */
17442         for (i = 0; i < nr_linfo; i++)
17443                 if (linfo[i].insn_off >= off)
17444                         break;
17445
17446         l_off = i;
17447         l_cnt = 0;
17448         for (; i < nr_linfo; i++)
17449                 if (linfo[i].insn_off < off + cnt)
17450                         l_cnt++;
17451                 else
17452                         break;
17453
17454         /* First live insn doesn't match first live linfo, it needs to "inherit"
17455          * last removed linfo.  prog is already modified, so prog->len == off
17456          * means no live instructions after (tail of the program was removed).
17457          */
17458         if (prog->len != off && l_cnt &&
17459             (i == nr_linfo || linfo[i].insn_off != off + cnt)) {
17460                 l_cnt--;
17461                 linfo[--i].insn_off = off + cnt;
17462         }
17463
17464         /* remove the line info which refer to the removed instructions */
17465         if (l_cnt) {
17466                 memmove(linfo + l_off, linfo + i,
17467                         sizeof(*linfo) * (nr_linfo - i));
17468
17469                 prog->aux->nr_linfo -= l_cnt;
17470                 nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
17471         }
17472
17473         /* pull all linfo[i].insn_off >= off + cnt in by cnt */
17474         for (i = l_off; i < nr_linfo; i++)
17475                 linfo[i].insn_off -= cnt;
17476
17477         /* fix up all subprogs (incl. 'exit') which start >= off */
17478         for (i = 0; i <= env->subprog_cnt; i++)
17479                 if (env->subprog_info[i].linfo_idx > l_off) {
17480                         /* program may have started in the removed region but
17481                          * may not be fully removed
17482                          */
17483                         if (env->subprog_info[i].linfo_idx >= l_off + l_cnt)
17484                                 env->subprog_info[i].linfo_idx -= l_cnt;
17485                         else
17486                                 env->subprog_info[i].linfo_idx = l_off;
17487                 }
17488
17489         return 0;
17490 }
17491
17492 static int verifier_remove_insns(struct bpf_verifier_env *env, u32 off, u32 cnt)
17493 {
17494         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17495         unsigned int orig_prog_len = env->prog->len;
17496         int err;
17497
17498         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17499                 bpf_prog_offload_remove_insns(env, off, cnt);
17500
17501         err = bpf_remove_insns(env->prog, off, cnt);
17502         if (err)
17503                 return err;
17504
17505         err = adjust_subprog_starts_after_remove(env, off, cnt);
17506         if (err)
17507                 return err;
17508
17509         err = bpf_adj_linfo_after_remove(env, off, cnt);
17510         if (err)
17511                 return err;
17512
17513         memmove(aux_data + off, aux_data + off + cnt,
17514                 sizeof(*aux_data) * (orig_prog_len - off - cnt));
17515
17516         return 0;
17517 }
17518
17519 /* The verifier does more data flow analysis than llvm and will not
17520  * explore branches that are dead at run time. Malicious programs can
17521  * have dead code too. Therefore replace all dead at-run-time code
17522  * with 'ja -1'.
17523  *
17524  * Just nops are not optimal, e.g. if they would sit at the end of the
17525  * program and through another bug we would manage to jump there, then
17526  * we'd execute beyond program memory otherwise. Returning exception
17527  * code also wouldn't work since we can have subprogs where the dead
17528  * code could be located.
17529  */
17530 static void sanitize_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17531 {
17532         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17533         struct bpf_insn trap = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, -1);
17534         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17535         const int insn_cnt = env->prog->len;
17536         int i;
17537
17538         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17539                 if (aux_data[i].seen)
17540                         continue;
17541                 memcpy(insn + i, &trap, sizeof(trap));
17542                 aux_data[i].zext_dst = false;
17543         }
17544 }
17545
17546 static bool insn_is_cond_jump(u8 code)
17547 {
17548         u8 op;
17549
17550         op = BPF_OP(code);
17551         if (BPF_CLASS(code) == BPF_JMP32)
17552                 return op != BPF_JA;
17553
17554         if (BPF_CLASS(code) != BPF_JMP)
17555                 return false;
17556
17557         return op != BPF_JA && op != BPF_EXIT && op != BPF_CALL;
17558 }
17559
17560 static void opt_hard_wire_dead_code_branches(struct bpf_verifier_env *env)
17561 {
17562         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17563         struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17564         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17565         const int insn_cnt = env->prog->len;
17566         int i;
17567
17568         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17569                 if (!insn_is_cond_jump(insn->code))
17570                         continue;
17571
17572                 if (!aux_data[i + 1].seen)
17573                         ja.off = insn->off;
17574                 else if (!aux_data[i + 1 + insn->off].seen)
17575                         ja.off = 0;
17576                 else
17577                         continue;
17578
17579                 if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17580                         bpf_prog_offload_replace_insn(env, i, &ja);
17581
17582                 memcpy(insn, &ja, sizeof(ja));
17583         }
17584 }
17585
17586 static int opt_remove_dead_code(struct bpf_verifier_env *env)
17587 {
17588         struct bpf_insn_aux_data *aux_data = env->insn_aux_data;
17589         int insn_cnt = env->prog->len;
17590         int i, err;
17591
17592         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17593                 int j;
17594
17595                 j = 0;
17596                 while (i + j < insn_cnt && !aux_data[i + j].seen)
17597                         j++;
17598                 if (!j)
17599                         continue;
17600
17601                 err = verifier_remove_insns(env, i, j);
17602                 if (err)
17603                         return err;
17604                 insn_cnt = env->prog->len;
17605         }
17606
17607         return 0;
17608 }
17609
17610 static int opt_remove_nops(struct bpf_verifier_env *env)
17611 {
17612         const struct bpf_insn ja = BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 0);
17613         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
17614         int insn_cnt = env->prog->len;
17615         int i, err;
17616
17617         for (i = 0; i < insn_cnt; i++) {
17618                 if (memcmp(&insn[i], &ja, sizeof(ja)))
17619                         continue;
17620
17621                 err = verifier_remove_insns(env, i, 1);
17622                 if (err)
17623                         return err;
17624                 insn_cnt--;
17625                 i--;
17626         }
17627
17628         return 0;
17629 }
17630
17631 static int opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(struct bpf_verifier_env *env,
17632                                          const union bpf_attr *attr)
17633 {
17634         struct bpf_insn *patch, zext_patch[2], rnd_hi32_patch[4];
17635         struct bpf_insn_aux_data *aux = env->insn_aux_data;
17636         int i, patch_len, delta = 0, len = env->prog->len;
17637         struct bpf_insn *insns = env->prog->insnsi;
17638         struct bpf_prog *new_prog;
17639         bool rnd_hi32;
17640
17641         rnd_hi32 = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_RND_HI32;
17642         zext_patch[1] = BPF_ZEXT_REG(0);
17643         rnd_hi32_patch[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_MOV, BPF_REG_AX, 0);
17644         rnd_hi32_patch[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_AX, 32);
17645         rnd_hi32_patch[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, 0, BPF_REG_AX);
17646         for (i = 0; i < len; i++) {
17647                 int adj_idx = i + delta;
17648                 struct bpf_insn insn;
17649                 int load_reg;
17650
17651                 insn = insns[adj_idx];
17652                 load_reg = insn_def_regno(&insn);
17653                 if (!aux[adj_idx].zext_dst) {
17654                         u8 code, class;
17655                         u32 imm_rnd;
17656
17657                         if (!rnd_hi32)
17658                                 continue;
17659
17660                         code = insn.code;
17661                         class = BPF_CLASS(code);
17662                         if (load_reg == -1)
17663                                 continue;
17664
17665                         /* NOTE: arg "reg" (the fourth one) is only used for
17666                          *       BPF_STX + SRC_OP, so it is safe to pass NULL
17667                          *       here.
17668                          */
17669                         if (is_reg64(env, &insn, load_reg, NULL, DST_OP)) {
17670                                 if (class == BPF_LD &&
17671                                     BPF_MODE(code) == BPF_IMM)
17672                                         i++;
17673                                 continue;
17674                         }
17675
17676                         /* ctx load could be transformed into wider load. */
17677                         if (class == BPF_LDX &&
17678                             aux[adj_idx].ptr_type == PTR_TO_CTX)
17679                                 continue;
17680
17681                         imm_rnd = get_random_u32();
17682                         rnd_hi32_patch[0] = insn;
17683                         rnd_hi32_patch[1].imm = imm_rnd;
17684                         rnd_hi32_patch[3].dst_reg = load_reg;
17685                         patch = rnd_hi32_patch;
17686                         patch_len = 4;
17687                         goto apply_patch_buffer;
17688                 }
17689
17690                 /* Add in an zero-extend instruction if a) the JIT has requested
17691                  * it or b) it's a CMPXCHG.
17692                  *
17693                  * The latter is because: BPF_CMPXCHG always loads a value into
17694                  * R0, therefore always zero-extends. However some archs'
17695                  * equivalent instruction only does this load when the
17696                  * comparison is successful. This detail of CMPXCHG is
17697                  * orthogonal to the general zero-extension behaviour of the
17698                  * CPU, so it's treated independently of bpf_jit_needs_zext.
17699                  */
17700                 if (!bpf_jit_needs_zext() && !is_cmpxchg_insn(&insn))
17701                         continue;
17702
17703                 /* Zero-extension is done by the caller. */
17704                 if (bpf_pseudo_kfunc_call(&insn))
17705                         continue;
17706
17707                 if (WARN_ON(load_reg == -1)) {
17708                         verbose(env, "verifier bug. zext_dst is set, but no reg is defined\n");
17709                         return -EFAULT;
17710                 }
17711
17712                 zext_patch[0] = insn;
17713                 zext_patch[1].dst_reg = load_reg;
17714                 zext_patch[1].src_reg = load_reg;
17715                 patch = zext_patch;
17716                 patch_len = 2;
17717 apply_patch_buffer:
17718                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, adj_idx, patch, patch_len);
17719                 if (!new_prog)
17720                         return -ENOMEM;
17721                 env->prog = new_prog;
17722                 insns = new_prog->insnsi;
17723                 aux = env->insn_aux_data;
17724                 delta += patch_len - 1;
17725         }
17726
17727         return 0;
17728 }
17729
17730 /* convert load instructions that access fields of a context type into a
17731  * sequence of instructions that access fields of the underlying structure:
17732  *     struct __sk_buff    -> struct sk_buff
17733  *     struct bpf_sock_ops -> struct sock
17734  */
17735 static int convert_ctx_accesses(struct bpf_verifier_env *env)
17736 {
17737         const struct bpf_verifier_ops *ops = env->ops;
17738         int i, cnt, size, ctx_field_size, delta = 0;
17739         const int insn_cnt = env->prog->len;
17740         struct bpf_insn insn_buf[16], *insn;
17741         u32 target_size, size_default, off;
17742         struct bpf_prog *new_prog;
17743         enum bpf_access_type type;
17744         bool is_narrower_load;
17745
17746         if (ops->gen_prologue || env->seen_direct_write) {
17747                 if (!ops->gen_prologue) {
17748                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17749                         return -EINVAL;
17750                 }
17751                 cnt = ops->gen_prologue(insn_buf, env->seen_direct_write,
17752                                         env->prog);
17753                 if (cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17754                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17755                         return -EINVAL;
17756                 } else if (cnt) {
17757                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, 0, insn_buf, cnt);
17758                         if (!new_prog)
17759                                 return -ENOMEM;
17760
17761                         env->prog = new_prog;
17762                         delta += cnt - 1;
17763                 }
17764         }
17765
17766         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
17767                 return 0;
17768
17769         insn = env->prog->insnsi + delta;
17770
17771         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
17772                 bpf_convert_ctx_access_t convert_ctx_access;
17773                 u8 mode;
17774
17775                 if (insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17776                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17777                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17778                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17779                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_B) ||
17780                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_H) ||
17781                     insn->code == (BPF_LDX | BPF_MEMSX | BPF_W)) {
17782                         type = BPF_READ;
17783                 } else if (insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_B) ||
17784                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_H) ||
17785                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_W) ||
17786                            insn->code == (BPF_STX | BPF_MEM | BPF_DW) ||
17787                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_B) ||
17788                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_H) ||
17789                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_W) ||
17790                            insn->code == (BPF_ST | BPF_MEM | BPF_DW)) {
17791                         type = BPF_WRITE;
17792                 } else {
17793                         continue;
17794                 }
17795
17796                 if (type == BPF_WRITE &&
17797                     env->insn_aux_data[i + delta].sanitize_stack_spill) {
17798                         struct bpf_insn patch[] = {
17799                                 *insn,
17800                                 BPF_ST_NOSPEC(),
17801                         };
17802
17803                         cnt = ARRAY_SIZE(patch);
17804                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patch, cnt);
17805                         if (!new_prog)
17806                                 return -ENOMEM;
17807
17808                         delta    += cnt - 1;
17809                         env->prog = new_prog;
17810                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17811                         continue;
17812                 }
17813
17814                 switch ((int)env->insn_aux_data[i + delta].ptr_type) {
17815                 case PTR_TO_CTX:
17816                         if (!ops->convert_ctx_access)
17817                                 continue;
17818                         convert_ctx_access = ops->convert_ctx_access;
17819                         break;
17820                 case PTR_TO_SOCKET:
17821                 case PTR_TO_SOCK_COMMON:
17822                         convert_ctx_access = bpf_sock_convert_ctx_access;
17823                         break;
17824                 case PTR_TO_TCP_SOCK:
17825                         convert_ctx_access = bpf_tcp_sock_convert_ctx_access;
17826                         break;
17827                 case PTR_TO_XDP_SOCK:
17828                         convert_ctx_access = bpf_xdp_sock_convert_ctx_access;
17829                         break;
17830                 case PTR_TO_BTF_ID:
17831                 case PTR_TO_BTF_ID | PTR_UNTRUSTED:
17832                 /* PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC always has a valid lifetime, unlike
17833                  * PTR_TO_BTF_ID, and an active ref_obj_id, but the same cannot
17834                  * be said once it is marked PTR_UNTRUSTED, hence we must handle
17835                  * any faults for loads into such types. BPF_WRITE is disallowed
17836                  * for this case.
17837                  */
17838                 case PTR_TO_BTF_ID | MEM_ALLOC | PTR_UNTRUSTED:
17839                         if (type == BPF_READ) {
17840                                 if (BPF_MODE(insn->code) == BPF_MEM)
17841                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEM |
17842                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17843                                 else
17844                                         insn->code = BPF_LDX | BPF_PROBE_MEMSX |
17845                                                      BPF_SIZE((insn)->code);
17846                                 env->prog->aux->num_exentries++;
17847                         }
17848                         continue;
17849                 default:
17850                         continue;
17851                 }
17852
17853                 ctx_field_size = env->insn_aux_data[i + delta].ctx_field_size;
17854                 size = BPF_LDST_BYTES(insn);
17855                 mode = BPF_MODE(insn->code);
17856
17857                 /* If the read access is a narrower load of the field,
17858                  * convert to a 4/8-byte load, to minimum program type specific
17859                  * convert_ctx_access changes. If conversion is successful,
17860                  * we will apply proper mask to the result.
17861                  */
17862                 is_narrower_load = size < ctx_field_size;
17863                 size_default = bpf_ctx_off_adjust_machine(ctx_field_size);
17864                 off = insn->off;
17865                 if (is_narrower_load) {
17866                         u8 size_code;
17867
17868                         if (type == BPF_WRITE) {
17869                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx access misconfigured\n");
17870                                 return -EINVAL;
17871                         }
17872
17873                         size_code = BPF_H;
17874                         if (ctx_field_size == 4)
17875                                 size_code = BPF_W;
17876                         else if (ctx_field_size == 8)
17877                                 size_code = BPF_DW;
17878
17879                         insn->off = off & ~(size_default - 1);
17880                         insn->code = BPF_LDX | BPF_MEM | size_code;
17881                 }
17882
17883                 target_size = 0;
17884                 cnt = convert_ctx_access(type, insn, insn_buf, env->prog,
17885                                          &target_size);
17886                 if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf) ||
17887                     (ctx_field_size && !target_size)) {
17888                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
17889                         return -EINVAL;
17890                 }
17891
17892                 if (is_narrower_load && size < target_size) {
17893                         u8 shift = bpf_ctx_narrow_access_offset(
17894                                 off, size, size_default) * 8;
17895                         if (shift && cnt + 1 >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
17896                                 verbose(env, "bpf verifier narrow ctx load misconfigured\n");
17897                                 return -EINVAL;
17898                         }
17899                         if (ctx_field_size <= 4) {
17900                                 if (shift)
17901                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_RSH,
17902                                                                         insn->dst_reg,
17903                                                                         shift);
17904                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17905                                                                 (1 << size * 8) - 1);
17906                         } else {
17907                                 if (shift)
17908                                         insn_buf[cnt++] = BPF_ALU64_IMM(BPF_RSH,
17909                                                                         insn->dst_reg,
17910                                                                         shift);
17911                                 insn_buf[cnt++] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, insn->dst_reg,
17912                                                                 (1ULL << size * 8) - 1);
17913                         }
17914                 }
17915                 if (mode == BPF_MEMSX)
17916                         insn_buf[cnt++] = BPF_RAW_INSN(BPF_ALU64 | BPF_MOV | BPF_X,
17917                                                        insn->dst_reg, insn->dst_reg,
17918                                                        size * 8, 0);
17919
17920                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
17921                 if (!new_prog)
17922                         return -ENOMEM;
17923
17924                 delta += cnt - 1;
17925
17926                 /* keep walking new program and skip insns we just inserted */
17927                 env->prog = new_prog;
17928                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
17929         }
17930
17931         return 0;
17932 }
17933
17934 static int jit_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
17935 {
17936         struct bpf_prog *prog = env->prog, **func, *tmp;
17937         int i, j, subprog_start, subprog_end = 0, len, subprog;
17938         struct bpf_map *map_ptr;
17939         struct bpf_insn *insn;
17940         void *old_bpf_func;
17941         int err, num_exentries;
17942
17943         if (env->subprog_cnt <= 1)
17944                 return 0;
17945
17946         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
17947                 if (!bpf_pseudo_func(insn) && !bpf_pseudo_call(insn))
17948                         continue;
17949
17950                 /* Upon error here we cannot fall back to interpreter but
17951                  * need a hard reject of the program. Thus -EFAULT is
17952                  * propagated in any case.
17953                  */
17954                 subprog = find_subprog(env, i + insn->imm + 1);
17955                 if (subprog < 0) {
17956                         WARN_ONCE(1, "verifier bug. No program starts at insn %d\n",
17957                                   i + insn->imm + 1);
17958                         return -EFAULT;
17959                 }
17960                 /* temporarily remember subprog id inside insn instead of
17961                  * aux_data, since next loop will split up all insns into funcs
17962                  */
17963                 insn->off = subprog;
17964                 /* remember original imm in case JIT fails and fallback
17965                  * to interpreter will be needed
17966                  */
17967                 env->insn_aux_data[i].call_imm = insn->imm;
17968                 /* point imm to __bpf_call_base+1 from JITs point of view */
17969                 insn->imm = 1;
17970                 if (bpf_pseudo_func(insn))
17971                         /* jit (e.g. x86_64) may emit fewer instructions
17972                          * if it learns a u32 imm is the same as a u64 imm.
17973                          * Force a non zero here.
17974                          */
17975                         insn[1].imm = 1;
17976         }
17977
17978         err = bpf_prog_alloc_jited_linfo(prog);
17979         if (err)
17980                 goto out_undo_insn;
17981
17982         err = -ENOMEM;
17983         func = kcalloc(env->subprog_cnt, sizeof(prog), GFP_KERNEL);
17984         if (!func)
17985                 goto out_undo_insn;
17986
17987         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
17988                 subprog_start = subprog_end;
17989                 subprog_end = env->subprog_info[i + 1].start;
17990
17991                 len = subprog_end - subprog_start;
17992                 /* bpf_prog_run() doesn't call subprogs directly,
17993                  * hence main prog stats include the runtime of subprogs.
17994                  * subprogs don't have IDs and not reachable via prog_get_next_id
17995                  * func[i]->stats will never be accessed and stays NULL
17996                  */
17997                 func[i] = bpf_prog_alloc_no_stats(bpf_prog_size(len), GFP_USER);
17998                 if (!func[i])
17999                         goto out_free;
18000                 memcpy(func[i]->insnsi, &prog->insnsi[subprog_start],
18001                        len * sizeof(struct bpf_insn));
18002                 func[i]->type = prog->type;
18003                 func[i]->len = len;
18004                 if (bpf_prog_calc_tag(func[i]))
18005                         goto out_free;
18006                 func[i]->is_func = 1;
18007                 func[i]->aux->func_idx = i;
18008                 /* Below members will be freed only at prog->aux */
18009                 func[i]->aux->btf = prog->aux->btf;
18010                 func[i]->aux->func_info = prog->aux->func_info;
18011                 func[i]->aux->func_info_cnt = prog->aux->func_info_cnt;
18012                 func[i]->aux->poke_tab = prog->aux->poke_tab;
18013                 func[i]->aux->size_poke_tab = prog->aux->size_poke_tab;
18014
18015                 for (j = 0; j < prog->aux->size_poke_tab; j++) {
18016                         struct bpf_jit_poke_descriptor *poke;
18017
18018                         poke = &prog->aux->poke_tab[j];
18019                         if (poke->insn_idx < subprog_end &&
18020                             poke->insn_idx >= subprog_start)
18021                                 poke->aux = func[i]->aux;
18022                 }
18023
18024                 func[i]->aux->name[0] = 'F';
18025                 func[i]->aux->stack_depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
18026                 func[i]->jit_requested = 1;
18027                 func[i]->blinding_requested = prog->blinding_requested;
18028                 func[i]->aux->kfunc_tab = prog->aux->kfunc_tab;
18029                 func[i]->aux->kfunc_btf_tab = prog->aux->kfunc_btf_tab;
18030                 func[i]->aux->linfo = prog->aux->linfo;
18031                 func[i]->aux->nr_linfo = prog->aux->nr_linfo;
18032                 func[i]->aux->jited_linfo = prog->aux->jited_linfo;
18033                 func[i]->aux->linfo_idx = env->subprog_info[i].linfo_idx;
18034                 num_exentries = 0;
18035                 insn = func[i]->insnsi;
18036                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18037                         if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LDX &&
18038                             (BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEM ||
18039                              BPF_MODE(insn->code) == BPF_PROBE_MEMSX))
18040                                 num_exentries++;
18041                 }
18042                 func[i]->aux->num_exentries = num_exentries;
18043                 func[i]->aux->tail_call_reachable = env->subprog_info[i].tail_call_reachable;
18044                 func[i] = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18045                 if (!func[i]->jited) {
18046                         err = -ENOTSUPP;
18047                         goto out_free;
18048                 }
18049                 cond_resched();
18050         }
18051
18052         /* at this point all bpf functions were successfully JITed
18053          * now populate all bpf_calls with correct addresses and
18054          * run last pass of JIT
18055          */
18056         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18057                 insn = func[i]->insnsi;
18058                 for (j = 0; j < func[i]->len; j++, insn++) {
18059                         if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18060                                 subprog = insn->off;
18061                                 insn[0].imm = (u32)(long)func[subprog]->bpf_func;
18062                                 insn[1].imm = ((u64)(long)func[subprog]->bpf_func) >> 32;
18063                                 continue;
18064                         }
18065                         if (!bpf_pseudo_call(insn))
18066                                 continue;
18067                         subprog = insn->off;
18068                         insn->imm = BPF_CALL_IMM(func[subprog]->bpf_func);
18069                 }
18070
18071                 /* we use the aux data to keep a list of the start addresses
18072                  * of the JITed images for each function in the program
18073                  *
18074                  * for some architectures, such as powerpc64, the imm field
18075                  * might not be large enough to hold the offset of the start
18076                  * address of the callee's JITed image from __bpf_call_base
18077                  *
18078                  * in such cases, we can lookup the start address of a callee
18079                  * by using its subprog id, available from the off field of
18080                  * the call instruction, as an index for this list
18081                  */
18082                 func[i]->aux->func = func;
18083                 func[i]->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18084         }
18085         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18086                 old_bpf_func = func[i]->bpf_func;
18087                 tmp = bpf_int_jit_compile(func[i]);
18088                 if (tmp != func[i] || func[i]->bpf_func != old_bpf_func) {
18089                         verbose(env, "JIT doesn't support bpf-to-bpf calls\n");
18090                         err = -ENOTSUPP;
18091                         goto out_free;
18092                 }
18093                 cond_resched();
18094         }
18095
18096         /* finally lock prog and jit images for all functions and
18097          * populate kallsysm. Begin at the first subprogram, since
18098          * bpf_prog_load will add the kallsyms for the main program.
18099          */
18100         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
18101                 bpf_prog_lock_ro(func[i]);
18102                 bpf_prog_kallsyms_add(func[i]);
18103         }
18104
18105         /* Last step: make now unused interpreter insns from main
18106          * prog consistent for later dump requests, so they can
18107          * later look the same as if they were interpreted only.
18108          */
18109         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18110                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18111                         insn[0].imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18112                         insn[1].imm = insn->off;
18113                         insn->off = 0;
18114                         continue;
18115                 }
18116                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18117                         continue;
18118                 insn->off = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18119                 subprog = find_subprog(env, i + insn->off + 1);
18120                 insn->imm = subprog;
18121         }
18122
18123         prog->jited = 1;
18124         prog->bpf_func = func[0]->bpf_func;
18125         prog->jited_len = func[0]->jited_len;
18126         prog->aux->extable = func[0]->aux->extable;
18127         prog->aux->num_exentries = func[0]->aux->num_exentries;
18128         prog->aux->func = func;
18129         prog->aux->func_cnt = env->subprog_cnt;
18130         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18131         return 0;
18132 out_free:
18133         /* We failed JIT'ing, so at this point we need to unregister poke
18134          * descriptors from subprogs, so that kernel is not attempting to
18135          * patch it anymore as we're freeing the subprog JIT memory.
18136          */
18137         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18138                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18139                 map_ptr->ops->map_poke_untrack(map_ptr, prog->aux);
18140         }
18141         /* At this point we're guaranteed that poke descriptors are not
18142          * live anymore. We can just unlink its descriptor table as it's
18143          * released with the main prog.
18144          */
18145         for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
18146                 if (!func[i])
18147                         continue;
18148                 func[i]->aux->poke_tab = NULL;
18149                 bpf_jit_free(func[i]);
18150         }
18151         kfree(func);
18152 out_undo_insn:
18153         /* cleanup main prog to be interpreted */
18154         prog->jit_requested = 0;
18155         prog->blinding_requested = 0;
18156         for (i = 0, insn = prog->insnsi; i < prog->len; i++, insn++) {
18157                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18158                         continue;
18159                 insn->off = 0;
18160                 insn->imm = env->insn_aux_data[i].call_imm;
18161         }
18162         bpf_prog_jit_attempt_done(prog);
18163         return err;
18164 }
18165
18166 static int fixup_call_args(struct bpf_verifier_env *env)
18167 {
18168 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18169         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18170         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18171         bool has_kfunc_call = bpf_prog_has_kfunc_call(prog);
18172         int i, depth;
18173 #endif
18174         int err = 0;
18175
18176         if (env->prog->jit_requested &&
18177             !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
18178                 err = jit_subprogs(env);
18179                 if (err == 0)
18180                         return 0;
18181                 if (err == -EFAULT)
18182                         return err;
18183         }
18184 #ifndef CONFIG_BPF_JIT_ALWAYS_ON
18185         if (has_kfunc_call) {
18186                 verbose(env, "calling kernel functions are not allowed in non-JITed programs\n");
18187                 return -EINVAL;
18188         }
18189         if (env->subprog_cnt > 1 && env->prog->aux->tail_call_reachable) {
18190                 /* When JIT fails the progs with bpf2bpf calls and tail_calls
18191                  * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18192                  */
18193                 verbose(env, "tail_calls are not allowed in non-JITed programs with bpf-to-bpf calls\n");
18194                 return -EINVAL;
18195         }
18196         for (i = 0; i < prog->len; i++, insn++) {
18197                 if (bpf_pseudo_func(insn)) {
18198                         /* When JIT fails the progs with callback calls
18199                          * have to be rejected, since interpreter doesn't support them yet.
18200                          */
18201                         verbose(env, "callbacks are not allowed in non-JITed programs\n");
18202                         return -EINVAL;
18203                 }
18204
18205                 if (!bpf_pseudo_call(insn))
18206                         continue;
18207                 depth = get_callee_stack_depth(env, insn, i);
18208                 if (depth < 0)
18209                         return depth;
18210                 bpf_patch_call_args(insn, depth);
18211         }
18212         err = 0;
18213 #endif
18214         return err;
18215 }
18216
18217 /* replace a generic kfunc with a specialized version if necessary */
18218 static void specialize_kfunc(struct bpf_verifier_env *env,
18219                              u32 func_id, u16 offset, unsigned long *addr)
18220 {
18221         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18222         bool seen_direct_write;
18223         void *xdp_kfunc;
18224         bool is_rdonly;
18225
18226         if (bpf_dev_bound_kfunc_id(func_id)) {
18227                 xdp_kfunc = bpf_dev_bound_resolve_kfunc(prog, func_id);
18228                 if (xdp_kfunc) {
18229                         *addr = (unsigned long)xdp_kfunc;
18230                         return;
18231                 }
18232                 /* fallback to default kfunc when not supported by netdev */
18233         }
18234
18235         if (offset)
18236                 return;
18237
18238         if (func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_dynptr_from_skb]) {
18239                 seen_direct_write = env->seen_direct_write;
18240                 is_rdonly = !may_access_direct_pkt_data(env, NULL, BPF_WRITE);
18241
18242                 if (is_rdonly)
18243                         *addr = (unsigned long)bpf_dynptr_from_skb_rdonly;
18244
18245                 /* restore env->seen_direct_write to its original value, since
18246                  * may_access_direct_pkt_data mutates it
18247                  */
18248                 env->seen_direct_write = seen_direct_write;
18249         }
18250 }
18251
18252 static void __fixup_collection_insert_kfunc(struct bpf_insn_aux_data *insn_aux,
18253                                             u16 struct_meta_reg,
18254                                             u16 node_offset_reg,
18255                                             struct bpf_insn *insn,
18256                                             struct bpf_insn *insn_buf,
18257                                             int *cnt)
18258 {
18259         struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = insn_aux->kptr_struct_meta;
18260         struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(struct_meta_reg, (long)kptr_struct_meta) };
18261
18262         insn_buf[0] = addr[0];
18263         insn_buf[1] = addr[1];
18264         insn_buf[2] = BPF_MOV64_IMM(node_offset_reg, insn_aux->insert_off);
18265         insn_buf[3] = *insn;
18266         *cnt = 4;
18267 }
18268
18269 static int fixup_kfunc_call(struct bpf_verifier_env *env, struct bpf_insn *insn,
18270                             struct bpf_insn *insn_buf, int insn_idx, int *cnt)
18271 {
18272         const struct bpf_kfunc_desc *desc;
18273
18274         if (!insn->imm) {
18275                 verbose(env, "invalid kernel function call not eliminated in verifier pass\n");
18276                 return -EINVAL;
18277         }
18278
18279         *cnt = 0;
18280
18281         /* insn->imm has the btf func_id. Replace it with an offset relative to
18282          * __bpf_call_base, unless the JIT needs to call functions that are
18283          * further than 32 bits away (bpf_jit_supports_far_kfunc_call()).
18284          */
18285         desc = find_kfunc_desc(env->prog, insn->imm, insn->off);
18286         if (!desc) {
18287                 verbose(env, "verifier internal error: kernel function descriptor not found for func_id %u\n",
18288                         insn->imm);
18289                 return -EFAULT;
18290         }
18291
18292         if (!bpf_jit_supports_far_kfunc_call())
18293                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(desc->addr);
18294         if (insn->off)
18295                 return 0;
18296         if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_new_impl]) {
18297                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18298                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18299                 u64 obj_new_size = env->insn_aux_data[insn_idx].obj_new_size;
18300
18301                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_1, obj_new_size);
18302                 insn_buf[1] = addr[0];
18303                 insn_buf[2] = addr[1];
18304                 insn_buf[3] = *insn;
18305                 *cnt = 4;
18306         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_obj_drop_impl] ||
18307                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl]) {
18308                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18309                 struct bpf_insn addr[2] = { BPF_LD_IMM64(BPF_REG_2, (long)kptr_struct_meta) };
18310
18311                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_refcount_acquire_impl] &&
18312                     !kptr_struct_meta) {
18313                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18314                                 insn_idx);
18315                         return -EFAULT;
18316                 }
18317
18318                 insn_buf[0] = addr[0];
18319                 insn_buf[1] = addr[1];
18320                 insn_buf[2] = *insn;
18321                 *cnt = 3;
18322         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_back_impl] ||
18323                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_list_push_front_impl] ||
18324                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18325                 struct btf_struct_meta *kptr_struct_meta = env->insn_aux_data[insn_idx].kptr_struct_meta;
18326                 int struct_meta_reg = BPF_REG_3;
18327                 int node_offset_reg = BPF_REG_4;
18328
18329                 /* rbtree_add has extra 'less' arg, so args-to-fixup are in diff regs */
18330                 if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rbtree_add_impl]) {
18331                         struct_meta_reg = BPF_REG_4;
18332                         node_offset_reg = BPF_REG_5;
18333                 }
18334
18335                 if (!kptr_struct_meta) {
18336                         verbose(env, "verifier internal error: kptr_struct_meta expected at insn_idx %d\n",
18337                                 insn_idx);
18338                         return -EFAULT;
18339                 }
18340
18341                 __fixup_collection_insert_kfunc(&env->insn_aux_data[insn_idx], struct_meta_reg,
18342                                                 node_offset_reg, insn, insn_buf, cnt);
18343         } else if (desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_cast_to_kern_ctx] ||
18344                    desc->func_id == special_kfunc_list[KF_bpf_rdonly_cast]) {
18345                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18346                 *cnt = 1;
18347         }
18348         return 0;
18349 }
18350
18351 /* Do various post-verification rewrites in a single program pass.
18352  * These rewrites simplify JIT and interpreter implementations.
18353  */
18354 static int do_misc_fixups(struct bpf_verifier_env *env)
18355 {
18356         struct bpf_prog *prog = env->prog;
18357         enum bpf_attach_type eatype = prog->expected_attach_type;
18358         enum bpf_prog_type prog_type = resolve_prog_type(prog);
18359         struct bpf_insn *insn = prog->insnsi;
18360         const struct bpf_func_proto *fn;
18361         const int insn_cnt = prog->len;
18362         const struct bpf_map_ops *ops;
18363         struct bpf_insn_aux_data *aux;
18364         struct bpf_insn insn_buf[16];
18365         struct bpf_prog *new_prog;
18366         struct bpf_map *map_ptr;
18367         int i, ret, cnt, delta = 0;
18368
18369         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18370                 /* Make divide-by-zero exceptions impossible. */
18371                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_MOD | BPF_X) ||
18372                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_DIV | BPF_X) ||
18373                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_MOD | BPF_X) ||
18374                     insn->code == (BPF_ALU | BPF_DIV | BPF_X)) {
18375                         bool is64 = BPF_CLASS(insn->code) == BPF_ALU64;
18376                         bool isdiv = BPF_OP(insn->code) == BPF_DIV;
18377                         struct bpf_insn *patchlet;
18378                         struct bpf_insn chk_and_div[] = {
18379                                 /* [R,W]x div 0 -> 0 */
18380                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18381                                              BPF_JNE | BPF_K, insn->src_reg,
18382                                              0, 2, 0),
18383                                 BPF_ALU32_REG(BPF_XOR, insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18384                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18385                                 *insn,
18386                         };
18387                         struct bpf_insn chk_and_mod[] = {
18388                                 /* [R,W]x mod 0 -> [R,W]x */
18389                                 BPF_RAW_INSN((is64 ? BPF_JMP : BPF_JMP32) |
18390                                              BPF_JEQ | BPF_K, insn->src_reg,
18391                                              0, 1 + (is64 ? 0 : 1), 0),
18392                                 *insn,
18393                                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 1),
18394                                 BPF_MOV32_REG(insn->dst_reg, insn->dst_reg),
18395                         };
18396
18397                         patchlet = isdiv ? chk_and_div : chk_and_mod;
18398                         cnt = isdiv ? ARRAY_SIZE(chk_and_div) :
18399                                       ARRAY_SIZE(chk_and_mod) - (is64 ? 2 : 0);
18400
18401                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, patchlet, cnt);
18402                         if (!new_prog)
18403                                 return -ENOMEM;
18404
18405                         delta    += cnt - 1;
18406                         env->prog = prog = new_prog;
18407                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18408                         continue;
18409                 }
18410
18411                 /* Implement LD_ABS and LD_IND with a rewrite, if supported by the program type. */
18412                 if (BPF_CLASS(insn->code) == BPF_LD &&
18413                     (BPF_MODE(insn->code) == BPF_ABS ||
18414                      BPF_MODE(insn->code) == BPF_IND)) {
18415                         cnt = env->ops->gen_ld_abs(insn, insn_buf);
18416                         if (cnt == 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18417                                 verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18418                                 return -EINVAL;
18419                         }
18420
18421                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18422                         if (!new_prog)
18423                                 return -ENOMEM;
18424
18425                         delta    += cnt - 1;
18426                         env->prog = prog = new_prog;
18427                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18428                         continue;
18429                 }
18430
18431                 /* Rewrite pointer arithmetic to mitigate speculation attacks. */
18432                 if (insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X) ||
18433                     insn->code == (BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X)) {
18434                         const u8 code_add = BPF_ALU64 | BPF_ADD | BPF_X;
18435                         const u8 code_sub = BPF_ALU64 | BPF_SUB | BPF_X;
18436                         struct bpf_insn *patch = &insn_buf[0];
18437                         bool issrc, isneg, isimm;
18438                         u32 off_reg;
18439
18440                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18441                         if (!aux->alu_state ||
18442                             aux->alu_state == BPF_ALU_NON_POINTER)
18443                                 continue;
18444
18445                         isneg = aux->alu_state & BPF_ALU_NEG_VALUE;
18446                         issrc = (aux->alu_state & BPF_ALU_SANITIZE) ==
18447                                 BPF_ALU_SANITIZE_SRC;
18448                         isimm = aux->alu_state & BPF_ALU_IMMEDIATE;
18449
18450                         off_reg = issrc ? insn->src_reg : insn->dst_reg;
18451                         if (isimm) {
18452                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18453                         } else {
18454                                 if (isneg)
18455                                         *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18456                                 *patch++ = BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_AX, aux->alu_limit);
18457                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_SUB, BPF_REG_AX, off_reg);
18458                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_OR, BPF_REG_AX, off_reg);
18459                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_NEG, BPF_REG_AX, 0);
18460                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_ARSH, BPF_REG_AX, 63);
18461                                 *patch++ = BPF_ALU64_REG(BPF_AND, BPF_REG_AX, off_reg);
18462                         }
18463                         if (!issrc)
18464                                 *patch++ = BPF_MOV64_REG(insn->dst_reg, insn->src_reg);
18465                         insn->src_reg = BPF_REG_AX;
18466                         if (isneg)
18467                                 insn->code = insn->code == code_add ?
18468                                              code_sub : code_add;
18469                         *patch++ = *insn;
18470                         if (issrc && isneg && !isimm)
18471                                 *patch++ = BPF_ALU64_IMM(BPF_MUL, off_reg, -1);
18472                         cnt = patch - insn_buf;
18473
18474                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18475                         if (!new_prog)
18476                                 return -ENOMEM;
18477
18478                         delta    += cnt - 1;
18479                         env->prog = prog = new_prog;
18480                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18481                         continue;
18482                 }
18483
18484                 if (insn->code != (BPF_JMP | BPF_CALL))
18485                         continue;
18486                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_CALL)
18487                         continue;
18488                 if (insn->src_reg == BPF_PSEUDO_KFUNC_CALL) {
18489                         ret = fixup_kfunc_call(env, insn, insn_buf, i + delta, &cnt);
18490                         if (ret)
18491                                 return ret;
18492                         if (cnt == 0)
18493                                 continue;
18494
18495                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18496                         if (!new_prog)
18497                                 return -ENOMEM;
18498
18499                         delta    += cnt - 1;
18500                         env->prog = prog = new_prog;
18501                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18502                         continue;
18503                 }
18504
18505                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_route_realm)
18506                         prog->dst_needed = 1;
18507                 if (insn->imm == BPF_FUNC_get_prandom_u32)
18508                         bpf_user_rnd_init_once();
18509                 if (insn->imm == BPF_FUNC_override_return)
18510                         prog->kprobe_override = 1;
18511                 if (insn->imm == BPF_FUNC_tail_call) {
18512                         /* If we tail call into other programs, we
18513                          * cannot make any assumptions since they can
18514                          * be replaced dynamically during runtime in
18515                          * the program array.
18516                          */
18517                         prog->cb_access = 1;
18518                         if (!allow_tail_call_in_subprogs(env))
18519                                 prog->aux->stack_depth = MAX_BPF_STACK;
18520                         prog->aux->max_pkt_offset = MAX_PACKET_OFF;
18521
18522                         /* mark bpf_tail_call as different opcode to avoid
18523                          * conditional branch in the interpreter for every normal
18524                          * call and to prevent accidental JITing by JIT compiler
18525                          * that doesn't support bpf_tail_call yet
18526                          */
18527                         insn->imm = 0;
18528                         insn->code = BPF_JMP | BPF_TAIL_CALL;
18529
18530                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18531                         if (env->bpf_capable && !prog->blinding_requested &&
18532                             prog->jit_requested &&
18533                             !bpf_map_key_poisoned(aux) &&
18534                             !bpf_map_ptr_poisoned(aux) &&
18535                             !bpf_map_ptr_unpriv(aux)) {
18536                                 struct bpf_jit_poke_descriptor desc = {
18537                                         .reason = BPF_POKE_REASON_TAIL_CALL,
18538                                         .tail_call.map = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state),
18539                                         .tail_call.key = bpf_map_key_immediate(aux),
18540                                         .insn_idx = i + delta,
18541                                 };
18542
18543                                 ret = bpf_jit_add_poke_descriptor(prog, &desc);
18544                                 if (ret < 0) {
18545                                         verbose(env, "adding tail call poke descriptor failed\n");
18546                                         return ret;
18547                                 }
18548
18549                                 insn->imm = ret + 1;
18550                                 continue;
18551                         }
18552
18553                         if (!bpf_map_ptr_unpriv(aux))
18554                                 continue;
18555
18556                         /* instead of changing every JIT dealing with tail_call
18557                          * emit two extra insns:
18558                          * if (index >= max_entries) goto out;
18559                          * index &= array->index_mask;
18560                          * to avoid out-of-bounds cpu speculation
18561                          */
18562                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux)) {
18563                                 verbose(env, "tail_call abusing map_ptr\n");
18564                                 return -EINVAL;
18565                         }
18566
18567                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18568                         insn_buf[0] = BPF_JMP_IMM(BPF_JGE, BPF_REG_3,
18569                                                   map_ptr->max_entries, 2);
18570                         insn_buf[1] = BPF_ALU32_IMM(BPF_AND, BPF_REG_3,
18571                                                     container_of(map_ptr,
18572                                                                  struct bpf_array,
18573                                                                  map)->index_mask);
18574                         insn_buf[2] = *insn;
18575                         cnt = 3;
18576                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18577                         if (!new_prog)
18578                                 return -ENOMEM;
18579
18580                         delta    += cnt - 1;
18581                         env->prog = prog = new_prog;
18582                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18583                         continue;
18584                 }
18585
18586                 if (insn->imm == BPF_FUNC_timer_set_callback) {
18587                         /* The verifier will process callback_fn as many times as necessary
18588                          * with different maps and the register states prepared by
18589                          * set_timer_callback_state will be accurate.
18590                          *
18591                          * The following use case is valid:
18592                          *   map1 is shared by prog1, prog2, prog3.
18593                          *   prog1 calls bpf_timer_init for some map1 elements
18594                          *   prog2 calls bpf_timer_set_callback for some map1 elements.
18595                          *     Those that were not bpf_timer_init-ed will return -EINVAL.
18596                          *   prog3 calls bpf_timer_start for some map1 elements.
18597                          *     Those that were not both bpf_timer_init-ed and
18598                          *     bpf_timer_set_callback-ed will return -EINVAL.
18599                          */
18600                         struct bpf_insn ld_addrs[2] = {
18601                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_3, (long)prog->aux),
18602                         };
18603
18604                         insn_buf[0] = ld_addrs[0];
18605                         insn_buf[1] = ld_addrs[1];
18606                         insn_buf[2] = *insn;
18607                         cnt = 3;
18608
18609                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18610                         if (!new_prog)
18611                                 return -ENOMEM;
18612
18613                         delta    += cnt - 1;
18614                         env->prog = prog = new_prog;
18615                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18616                         goto patch_call_imm;
18617                 }
18618
18619                 if (is_storage_get_function(insn->imm)) {
18620                         if (!env->prog->aux->sleepable ||
18621                             env->insn_aux_data[i + delta].storage_get_func_atomic)
18622                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_ATOMIC);
18623                         else
18624                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_5, (__force __s32)GFP_KERNEL);
18625                         insn_buf[1] = *insn;
18626                         cnt = 2;
18627
18628                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18629                         if (!new_prog)
18630                                 return -ENOMEM;
18631
18632                         delta += cnt - 1;
18633                         env->prog = prog = new_prog;
18634                         insn = new_prog->insnsi + i + delta;
18635                         goto patch_call_imm;
18636                 }
18637
18638                 /* BPF_EMIT_CALL() assumptions in some of the map_gen_lookup
18639                  * and other inlining handlers are currently limited to 64 bit
18640                  * only.
18641                  */
18642                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18643                     (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem ||
18644                      insn->imm == BPF_FUNC_map_update_elem ||
18645                      insn->imm == BPF_FUNC_map_delete_elem ||
18646                      insn->imm == BPF_FUNC_map_push_elem   ||
18647                      insn->imm == BPF_FUNC_map_pop_elem    ||
18648                      insn->imm == BPF_FUNC_map_peek_elem   ||
18649                      insn->imm == BPF_FUNC_redirect_map    ||
18650                      insn->imm == BPF_FUNC_for_each_map_elem ||
18651                      insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem)) {
18652                         aux = &env->insn_aux_data[i + delta];
18653                         if (bpf_map_ptr_poisoned(aux))
18654                                 goto patch_call_imm;
18655
18656                         map_ptr = BPF_MAP_PTR(aux->map_ptr_state);
18657                         ops = map_ptr->ops;
18658                         if (insn->imm == BPF_FUNC_map_lookup_elem &&
18659                             ops->map_gen_lookup) {
18660                                 cnt = ops->map_gen_lookup(map_ptr, insn_buf);
18661                                 if (cnt == -EOPNOTSUPP)
18662                                         goto patch_map_ops_generic;
18663                                 if (cnt <= 0 || cnt >= ARRAY_SIZE(insn_buf)) {
18664                                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18665                                         return -EINVAL;
18666                                 }
18667
18668                                 new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta,
18669                                                                insn_buf, cnt);
18670                                 if (!new_prog)
18671                                         return -ENOMEM;
18672
18673                                 delta    += cnt - 1;
18674                                 env->prog = prog = new_prog;
18675                                 insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18676                                 continue;
18677                         }
18678
18679                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_elem,
18680                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18681                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_delete_elem,
18682                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key))NULL));
18683                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_update_elem,
18684                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *key, void *value,
18685                                               u64 flags))NULL));
18686                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_push_elem,
18687                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value,
18688                                               u64 flags))NULL));
18689                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_pop_elem,
18690                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18691                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_peek_elem,
18692                                      (long (*)(struct bpf_map *map, void *value))NULL));
18693                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_redirect,
18694                                      (long (*)(struct bpf_map *map, u64 index, u64 flags))NULL));
18695                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_for_each_callback,
18696                                      (long (*)(struct bpf_map *map,
18697                                               bpf_callback_t callback_fn,
18698                                               void *callback_ctx,
18699                                               u64 flags))NULL));
18700                         BUILD_BUG_ON(!__same_type(ops->map_lookup_percpu_elem,
18701                                      (void *(*)(struct bpf_map *map, void *key, u32 cpu))NULL));
18702
18703 patch_map_ops_generic:
18704                         switch (insn->imm) {
18705                         case BPF_FUNC_map_lookup_elem:
18706                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_elem);
18707                                 continue;
18708                         case BPF_FUNC_map_update_elem:
18709                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_update_elem);
18710                                 continue;
18711                         case BPF_FUNC_map_delete_elem:
18712                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_delete_elem);
18713                                 continue;
18714                         case BPF_FUNC_map_push_elem:
18715                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_push_elem);
18716                                 continue;
18717                         case BPF_FUNC_map_pop_elem:
18718                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_pop_elem);
18719                                 continue;
18720                         case BPF_FUNC_map_peek_elem:
18721                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_peek_elem);
18722                                 continue;
18723                         case BPF_FUNC_redirect_map:
18724                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_redirect);
18725                                 continue;
18726                         case BPF_FUNC_for_each_map_elem:
18727                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_for_each_callback);
18728                                 continue;
18729                         case BPF_FUNC_map_lookup_percpu_elem:
18730                                 insn->imm = BPF_CALL_IMM(ops->map_lookup_percpu_elem);
18731                                 continue;
18732                         }
18733
18734                         goto patch_call_imm;
18735                 }
18736
18737                 /* Implement bpf_jiffies64 inline. */
18738                 if (prog->jit_requested && BITS_PER_LONG == 64 &&
18739                     insn->imm == BPF_FUNC_jiffies64) {
18740                         struct bpf_insn ld_jiffies_addr[2] = {
18741                                 BPF_LD_IMM64(BPF_REG_0,
18742                                              (unsigned long)&jiffies),
18743                         };
18744
18745                         insn_buf[0] = ld_jiffies_addr[0];
18746                         insn_buf[1] = ld_jiffies_addr[1];
18747                         insn_buf[2] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0,
18748                                                   BPF_REG_0, 0);
18749                         cnt = 3;
18750
18751                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf,
18752                                                        cnt);
18753                         if (!new_prog)
18754                                 return -ENOMEM;
18755
18756                         delta    += cnt - 1;
18757                         env->prog = prog = new_prog;
18758                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18759                         continue;
18760                 }
18761
18762                 /* Implement bpf_get_func_arg inline. */
18763                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18764                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg) {
18765                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18766                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18767                         insn_buf[1] = BPF_JMP32_REG(BPF_JGE, BPF_REG_2, BPF_REG_0, 6);
18768                         insn_buf[2] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_2, 3);
18769                         insn_buf[3] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_2, BPF_REG_1);
18770                         insn_buf[4] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_2, 0);
18771                         insn_buf[5] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18772                         insn_buf[6] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18773                         insn_buf[7] = BPF_JMP_A(1);
18774                         insn_buf[8] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EINVAL);
18775                         cnt = 9;
18776
18777                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18778                         if (!new_prog)
18779                                 return -ENOMEM;
18780
18781                         delta    += cnt - 1;
18782                         env->prog = prog = new_prog;
18783                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18784                         continue;
18785                 }
18786
18787                 /* Implement bpf_get_func_ret inline. */
18788                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18789                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ret) {
18790                         if (eatype == BPF_TRACE_FEXIT ||
18791                             eatype == BPF_MODIFY_RETURN) {
18792                                 /* Load nr_args from ctx - 8 */
18793                                 insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18794                                 insn_buf[1] = BPF_ALU64_IMM(BPF_LSH, BPF_REG_0, 3);
18795                                 insn_buf[2] = BPF_ALU64_REG(BPF_ADD, BPF_REG_0, BPF_REG_1);
18796                                 insn_buf[3] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_3, BPF_REG_0, 0);
18797                                 insn_buf[4] = BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_2, BPF_REG_3, 0);
18798                                 insn_buf[5] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, 0);
18799                                 cnt = 6;
18800                         } else {
18801                                 insn_buf[0] = BPF_MOV64_IMM(BPF_REG_0, -EOPNOTSUPP);
18802                                 cnt = 1;
18803                         }
18804
18805                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, cnt);
18806                         if (!new_prog)
18807                                 return -ENOMEM;
18808
18809                         delta    += cnt - 1;
18810                         env->prog = prog = new_prog;
18811                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18812                         continue;
18813                 }
18814
18815                 /* Implement get_func_arg_cnt inline. */
18816                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18817                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_arg_cnt) {
18818                         /* Load nr_args from ctx - 8 */
18819                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -8);
18820
18821                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18822                         if (!new_prog)
18823                                 return -ENOMEM;
18824
18825                         env->prog = prog = new_prog;
18826                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18827                         continue;
18828                 }
18829
18830                 /* Implement bpf_get_func_ip inline. */
18831                 if (prog_type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
18832                     insn->imm == BPF_FUNC_get_func_ip) {
18833                         /* Load IP address from ctx - 16 */
18834                         insn_buf[0] = BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_0, BPF_REG_1, -16);
18835
18836                         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, i + delta, insn_buf, 1);
18837                         if (!new_prog)
18838                                 return -ENOMEM;
18839
18840                         env->prog = prog = new_prog;
18841                         insn      = new_prog->insnsi + i + delta;
18842                         continue;
18843                 }
18844
18845 patch_call_imm:
18846                 fn = env->ops->get_func_proto(insn->imm, env->prog);
18847                 /* all functions that have prototype and verifier allowed
18848                  * programs to call them, must be real in-kernel functions
18849                  */
18850                 if (!fn->func) {
18851                         verbose(env,
18852                                 "kernel subsystem misconfigured func %s#%d\n",
18853                                 func_id_name(insn->imm), insn->imm);
18854                         return -EFAULT;
18855                 }
18856                 insn->imm = fn->func - __bpf_call_base;
18857         }
18858
18859         /* Since poke tab is now finalized, publish aux to tracker. */
18860         for (i = 0; i < prog->aux->size_poke_tab; i++) {
18861                 map_ptr = prog->aux->poke_tab[i].tail_call.map;
18862                 if (!map_ptr->ops->map_poke_track ||
18863                     !map_ptr->ops->map_poke_untrack ||
18864                     !map_ptr->ops->map_poke_run) {
18865                         verbose(env, "bpf verifier is misconfigured\n");
18866                         return -EINVAL;
18867                 }
18868
18869                 ret = map_ptr->ops->map_poke_track(map_ptr, prog->aux);
18870                 if (ret < 0) {
18871                         verbose(env, "tracking tail call prog failed\n");
18872                         return ret;
18873                 }
18874         }
18875
18876         sort_kfunc_descs_by_imm_off(env->prog);
18877
18878         return 0;
18879 }
18880
18881 static struct bpf_prog *inline_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env,
18882                                         int position,
18883                                         s32 stack_base,
18884                                         u32 callback_subprogno,
18885                                         u32 *cnt)
18886 {
18887         s32 r6_offset = stack_base + 0 * BPF_REG_SIZE;
18888         s32 r7_offset = stack_base + 1 * BPF_REG_SIZE;
18889         s32 r8_offset = stack_base + 2 * BPF_REG_SIZE;
18890         int reg_loop_max = BPF_REG_6;
18891         int reg_loop_cnt = BPF_REG_7;
18892         int reg_loop_ctx = BPF_REG_8;
18893
18894         struct bpf_prog *new_prog;
18895         u32 callback_start;
18896         u32 call_insn_offset;
18897         s32 callback_offset;
18898
18899         /* This represents an inlined version of bpf_iter.c:bpf_loop,
18900          * be careful to modify this code in sync.
18901          */
18902         struct bpf_insn insn_buf[] = {
18903                 /* Return error and jump to the end of the patch if
18904                  * expected number of iterations is too big.
18905                  */
18906                 BPF_JMP_IMM(BPF_JLE, BPF_REG_1, BPF_MAX_LOOPS, 2),
18907                 BPF_MOV32_IMM(BPF_REG_0, -E2BIG),
18908                 BPF_JMP_IMM(BPF_JA, 0, 0, 16),
18909                 /* spill R6, R7, R8 to use these as loop vars */
18910                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_6, r6_offset),
18911                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_7, r7_offset),
18912                 BPF_STX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_10, BPF_REG_8, r8_offset),
18913                 /* initialize loop vars */
18914                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_max, BPF_REG_1),
18915                 BPF_MOV32_IMM(reg_loop_cnt, 0),
18916                 BPF_MOV64_REG(reg_loop_ctx, BPF_REG_3),
18917                 /* loop header,
18918                  * if reg_loop_cnt >= reg_loop_max skip the loop body
18919                  */
18920                 BPF_JMP_REG(BPF_JGE, reg_loop_cnt, reg_loop_max, 5),
18921                 /* callback call,
18922                  * correct callback offset would be set after patching
18923                  */
18924                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_1, reg_loop_cnt),
18925                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_2, reg_loop_ctx),
18926                 BPF_CALL_REL(0),
18927                 /* increment loop counter */
18928                 BPF_ALU64_IMM(BPF_ADD, reg_loop_cnt, 1),
18929                 /* jump to loop header if callback returned 0 */
18930                 BPF_JMP_IMM(BPF_JEQ, BPF_REG_0, 0, -6),
18931                 /* return value of bpf_loop,
18932                  * set R0 to the number of iterations
18933                  */
18934                 BPF_MOV64_REG(BPF_REG_0, reg_loop_cnt),
18935                 /* restore original values of R6, R7, R8 */
18936                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_6, BPF_REG_10, r6_offset),
18937                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_7, BPF_REG_10, r7_offset),
18938                 BPF_LDX_MEM(BPF_DW, BPF_REG_8, BPF_REG_10, r8_offset),
18939         };
18940
18941         *cnt = ARRAY_SIZE(insn_buf);
18942         new_prog = bpf_patch_insn_data(env, position, insn_buf, *cnt);
18943         if (!new_prog)
18944                 return new_prog;
18945
18946         /* callback start is known only after patching */
18947         callback_start = env->subprog_info[callback_subprogno].start;
18948         /* Note: insn_buf[12] is an offset of BPF_CALL_REL instruction */
18949         call_insn_offset = position + 12;
18950         callback_offset = callback_start - call_insn_offset - 1;
18951         new_prog->insnsi[call_insn_offset].imm = callback_offset;
18952
18953         return new_prog;
18954 }
18955
18956 static bool is_bpf_loop_call(struct bpf_insn *insn)
18957 {
18958         return insn->code == (BPF_JMP | BPF_CALL) &&
18959                 insn->src_reg == 0 &&
18960                 insn->imm == BPF_FUNC_loop;
18961 }
18962
18963 /* For all sub-programs in the program (including main) check
18964  * insn_aux_data to see if there are bpf_loop calls that require
18965  * inlining. If such calls are found the calls are replaced with a
18966  * sequence of instructions produced by `inline_bpf_loop` function and
18967  * subprog stack_depth is increased by the size of 3 registers.
18968  * This stack space is used to spill values of the R6, R7, R8.  These
18969  * registers are used to store the loop bound, counter and context
18970  * variables.
18971  */
18972 static int optimize_bpf_loop(struct bpf_verifier_env *env)
18973 {
18974         struct bpf_subprog_info *subprogs = env->subprog_info;
18975         int i, cur_subprog = 0, cnt, delta = 0;
18976         struct bpf_insn *insn = env->prog->insnsi;
18977         int insn_cnt = env->prog->len;
18978         u16 stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
18979         u16 stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
18980         u16 stack_depth_extra = 0;
18981
18982         for (i = 0; i < insn_cnt; i++, insn++) {
18983                 struct bpf_loop_inline_state *inline_state =
18984                         &env->insn_aux_data[i + delta].loop_inline_state;
18985
18986                 if (is_bpf_loop_call(insn) && inline_state->fit_for_inline) {
18987                         struct bpf_prog *new_prog;
18988
18989                         stack_depth_extra = BPF_REG_SIZE * 3 + stack_depth_roundup;
18990                         new_prog = inline_bpf_loop(env,
18991                                                    i + delta,
18992                                                    -(stack_depth + stack_depth_extra),
18993                                                    inline_state->callback_subprogno,
18994                                                    &cnt);
18995                         if (!new_prog)
18996                                 return -ENOMEM;
18997
18998                         delta     += cnt - 1;
18999                         env->prog  = new_prog;
19000                         insn       = new_prog->insnsi + i + delta;
19001                 }
19002
19003                 if (subprogs[cur_subprog + 1].start == i + delta + 1) {
19004                         subprogs[cur_subprog].stack_depth += stack_depth_extra;
19005                         cur_subprog++;
19006                         stack_depth = subprogs[cur_subprog].stack_depth;
19007                         stack_depth_roundup = round_up(stack_depth, 8) - stack_depth;
19008                         stack_depth_extra = 0;
19009                 }
19010         }
19011
19012         env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19013
19014         return 0;
19015 }
19016
19017 static void free_states(struct bpf_verifier_env *env)
19018 {
19019         struct bpf_verifier_state_list *sl, *sln;
19020         int i;
19021
19022         sl = env->free_list;
19023         while (sl) {
19024                 sln = sl->next;
19025                 free_verifier_state(&sl->state, false);
19026                 kfree(sl);
19027                 sl = sln;
19028         }
19029         env->free_list = NULL;
19030
19031         if (!env->explored_states)
19032                 return;
19033
19034         for (i = 0; i < state_htab_size(env); i++) {
19035                 sl = env->explored_states[i];
19036
19037                 while (sl) {
19038                         sln = sl->next;
19039                         free_verifier_state(&sl->state, false);
19040                         kfree(sl);
19041                         sl = sln;
19042                 }
19043                 env->explored_states[i] = NULL;
19044         }
19045 }
19046
19047 static int do_check_common(struct bpf_verifier_env *env, int subprog)
19048 {
19049         bool pop_log = !(env->log.level & BPF_LOG_LEVEL2);
19050         struct bpf_verifier_state *state;
19051         struct bpf_reg_state *regs;
19052         int ret, i;
19053
19054         env->prev_linfo = NULL;
19055         env->pass_cnt++;
19056
19057         state = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_state), GFP_KERNEL);
19058         if (!state)
19059                 return -ENOMEM;
19060         state->curframe = 0;
19061         state->speculative = false;
19062         state->branches = 1;
19063         state->frame[0] = kzalloc(sizeof(struct bpf_func_state), GFP_KERNEL);
19064         if (!state->frame[0]) {
19065                 kfree(state);
19066                 return -ENOMEM;
19067         }
19068         env->cur_state = state;
19069         init_func_state(env, state->frame[0],
19070                         BPF_MAIN_FUNC /* callsite */,
19071                         0 /* frameno */,
19072                         subprog);
19073         state->first_insn_idx = env->subprog_info[subprog].start;
19074         state->last_insn_idx = -1;
19075
19076         regs = state->frame[state->curframe]->regs;
19077         if (subprog || env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19078                 ret = btf_prepare_func_args(env, subprog, regs);
19079                 if (ret)
19080                         goto out;
19081                 for (i = BPF_REG_1; i <= BPF_REG_5; i++) {
19082                         if (regs[i].type == PTR_TO_CTX)
19083                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19084                         else if (regs[i].type == SCALAR_VALUE)
19085                                 mark_reg_unknown(env, regs, i);
19086                         else if (base_type(regs[i].type) == PTR_TO_MEM) {
19087                                 const u32 mem_size = regs[i].mem_size;
19088
19089                                 mark_reg_known_zero(env, regs, i);
19090                                 regs[i].mem_size = mem_size;
19091                                 regs[i].id = ++env->id_gen;
19092                         }
19093                 }
19094         } else {
19095                 /* 1st arg to a function */
19096                 regs[BPF_REG_1].type = PTR_TO_CTX;
19097                 mark_reg_known_zero(env, regs, BPF_REG_1);
19098                 ret = btf_check_subprog_arg_match(env, subprog, regs);
19099                 if (ret == -EFAULT)
19100                         /* unlikely verifier bug. abort.
19101                          * ret == 0 and ret < 0 are sadly acceptable for
19102                          * main() function due to backward compatibility.
19103                          * Like socket filter program may be written as:
19104                          * int bpf_prog(struct pt_regs *ctx)
19105                          * and never dereference that ctx in the program.
19106                          * 'struct pt_regs' is a type mismatch for socket
19107                          * filter that should be using 'struct __sk_buff'.
19108                          */
19109                         goto out;
19110         }
19111
19112         ret = do_check(env);
19113 out:
19114         /* check for NULL is necessary, since cur_state can be freed inside
19115          * do_check() under memory pressure.
19116          */
19117         if (env->cur_state) {
19118                 free_verifier_state(env->cur_state, true);
19119                 env->cur_state = NULL;
19120         }
19121         while (!pop_stack(env, NULL, NULL, false));
19122         if (!ret && pop_log)
19123                 bpf_vlog_reset(&env->log, 0);
19124         free_states(env);
19125         return ret;
19126 }
19127
19128 /* Verify all global functions in a BPF program one by one based on their BTF.
19129  * All global functions must pass verification. Otherwise the whole program is rejected.
19130  * Consider:
19131  * int bar(int);
19132  * int foo(int f)
19133  * {
19134  *    return bar(f);
19135  * }
19136  * int bar(int b)
19137  * {
19138  *    ...
19139  * }
19140  * foo() will be verified first for R1=any_scalar_value. During verification it
19141  * will be assumed that bar() already verified successfully and call to bar()
19142  * from foo() will be checked for type match only. Later bar() will be verified
19143  * independently to check that it's safe for R1=any_scalar_value.
19144  */
19145 static int do_check_subprogs(struct bpf_verifier_env *env)
19146 {
19147         struct bpf_prog_aux *aux = env->prog->aux;
19148         int i, ret;
19149
19150         if (!aux->func_info)
19151                 return 0;
19152
19153         for (i = 1; i < env->subprog_cnt; i++) {
19154                 if (aux->func_info_aux[i].linkage != BTF_FUNC_GLOBAL)
19155                         continue;
19156                 env->insn_idx = env->subprog_info[i].start;
19157                 WARN_ON_ONCE(env->insn_idx == 0);
19158                 ret = do_check_common(env, i);
19159                 if (ret) {
19160                         return ret;
19161                 } else if (env->log.level & BPF_LOG_LEVEL) {
19162                         verbose(env,
19163                                 "Func#%d is safe for any args that match its prototype\n",
19164                                 i);
19165                 }
19166         }
19167         return 0;
19168 }
19169
19170 static int do_check_main(struct bpf_verifier_env *env)
19171 {
19172         int ret;
19173
19174         env->insn_idx = 0;
19175         ret = do_check_common(env, 0);
19176         if (!ret)
19177                 env->prog->aux->stack_depth = env->subprog_info[0].stack_depth;
19178         return ret;
19179 }
19180
19181
19182 static void print_verification_stats(struct bpf_verifier_env *env)
19183 {
19184         int i;
19185
19186         if (env->log.level & BPF_LOG_STATS) {
19187                 verbose(env, "verification time %lld usec\n",
19188                         div_u64(env->verification_time, 1000));
19189                 verbose(env, "stack depth ");
19190                 for (i = 0; i < env->subprog_cnt; i++) {
19191                         u32 depth = env->subprog_info[i].stack_depth;
19192
19193                         verbose(env, "%d", depth);
19194                         if (i + 1 < env->subprog_cnt)
19195                                 verbose(env, "+");
19196                 }
19197                 verbose(env, "\n");
19198         }
19199         verbose(env, "processed %d insns (limit %d) max_states_per_insn %d "
19200                 "total_states %d peak_states %d mark_read %d\n",
19201                 env->insn_processed, BPF_COMPLEXITY_LIMIT_INSNS,
19202                 env->max_states_per_insn, env->total_states,
19203                 env->peak_states, env->longest_mark_read_walk);
19204 }
19205
19206 static int check_struct_ops_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19207 {
19208         const struct btf_type *t, *func_proto;
19209         const struct bpf_struct_ops *st_ops;
19210         const struct btf_member *member;
19211         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19212         u32 btf_id, member_idx;
19213         const char *mname;
19214
19215         if (!prog->gpl_compatible) {
19216                 verbose(env, "struct ops programs must have a GPL compatible license\n");
19217                 return -EINVAL;
19218         }
19219
19220         btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19221         st_ops = bpf_struct_ops_find(btf_id);
19222         if (!st_ops) {
19223                 verbose(env, "attach_btf_id %u is not a supported struct\n",
19224                         btf_id);
19225                 return -ENOTSUPP;
19226         }
19227
19228         t = st_ops->type;
19229         member_idx = prog->expected_attach_type;
19230         if (member_idx >= btf_type_vlen(t)) {
19231                 verbose(env, "attach to invalid member idx %u of struct %s\n",
19232                         member_idx, st_ops->name);
19233                 return -EINVAL;
19234         }
19235
19236         member = &btf_type_member(t)[member_idx];
19237         mname = btf_name_by_offset(btf_vmlinux, member->name_off);
19238         func_proto = btf_type_resolve_func_ptr(btf_vmlinux, member->type,
19239                                                NULL);
19240         if (!func_proto) {
19241                 verbose(env, "attach to invalid member %s(@idx %u) of struct %s\n",
19242                         mname, member_idx, st_ops->name);
19243                 return -EINVAL;
19244         }
19245
19246         if (st_ops->check_member) {
19247                 int err = st_ops->check_member(t, member, prog);
19248
19249                 if (err) {
19250                         verbose(env, "attach to unsupported member %s of struct %s\n",
19251                                 mname, st_ops->name);
19252                         return err;
19253                 }
19254         }
19255
19256         prog->aux->attach_func_proto = func_proto;
19257         prog->aux->attach_func_name = mname;
19258         env->ops = st_ops->verifier_ops;
19259
19260         return 0;
19261 }
19262 #define SECURITY_PREFIX "security_"
19263
19264 static int check_attach_modify_return(unsigned long addr, const char *func_name)
19265 {
19266         if (within_error_injection_list(addr) ||
19267             !strncmp(SECURITY_PREFIX, func_name, sizeof(SECURITY_PREFIX) - 1))
19268                 return 0;
19269
19270         return -EINVAL;
19271 }
19272
19273 /* list of non-sleepable functions that are otherwise on
19274  * ALLOW_ERROR_INJECTION list
19275  */
19276 BTF_SET_START(btf_non_sleepable_error_inject)
19277 /* Three functions below can be called from sleepable and non-sleepable context.
19278  * Assume non-sleepable from bpf safety point of view.
19279  */
19280 BTF_ID(func, __filemap_add_folio)
19281 BTF_ID(func, should_fail_alloc_page)
19282 BTF_ID(func, should_failslab)
19283 BTF_SET_END(btf_non_sleepable_error_inject)
19284
19285 static int check_non_sleepable_error_inject(u32 btf_id)
19286 {
19287         return btf_id_set_contains(&btf_non_sleepable_error_inject, btf_id);
19288 }
19289
19290 int bpf_check_attach_target(struct bpf_verifier_log *log,
19291                             const struct bpf_prog *prog,
19292                             const struct bpf_prog *tgt_prog,
19293                             u32 btf_id,
19294                             struct bpf_attach_target_info *tgt_info)
19295 {
19296         bool prog_extension = prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT;
19297         const char prefix[] = "btf_trace_";
19298         int ret = 0, subprog = -1, i;
19299         const struct btf_type *t;
19300         bool conservative = true;
19301         const char *tname;
19302         struct btf *btf;
19303         long addr = 0;
19304         struct module *mod = NULL;
19305
19306         if (!btf_id) {
19307                 bpf_log(log, "Tracing programs must provide btf_id\n");
19308                 return -EINVAL;
19309         }
19310         btf = tgt_prog ? tgt_prog->aux->btf : prog->aux->attach_btf;
19311         if (!btf) {
19312                 bpf_log(log,
19313                         "FENTRY/FEXIT program can only be attached to another program annotated with BTF\n");
19314                 return -EINVAL;
19315         }
19316         t = btf_type_by_id(btf, btf_id);
19317         if (!t) {
19318                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u is invalid\n", btf_id);
19319                 return -EINVAL;
19320         }
19321         tname = btf_name_by_offset(btf, t->name_off);
19322         if (!tname) {
19323                 bpf_log(log, "attach_btf_id %u doesn't have a name\n", btf_id);
19324                 return -EINVAL;
19325         }
19326         if (tgt_prog) {
19327                 struct bpf_prog_aux *aux = tgt_prog->aux;
19328
19329                 if (bpf_prog_is_dev_bound(prog->aux) &&
19330                     !bpf_prog_dev_bound_match(prog, tgt_prog)) {
19331                         bpf_log(log, "Target program bound device mismatch");
19332                         return -EINVAL;
19333                 }
19334
19335                 for (i = 0; i < aux->func_info_cnt; i++)
19336                         if (aux->func_info[i].type_id == btf_id) {
19337                                 subprog = i;
19338                                 break;
19339                         }
19340                 if (subprog == -1) {
19341                         bpf_log(log, "Subprog %s doesn't exist\n", tname);
19342                         return -EINVAL;
19343                 }
19344                 conservative = aux->func_info_aux[subprog].unreliable;
19345                 if (prog_extension) {
19346                         if (conservative) {
19347                                 bpf_log(log,
19348                                         "Cannot replace static functions\n");
19349                                 return -EINVAL;
19350                         }
19351                         if (!prog->jit_requested) {
19352                                 bpf_log(log,
19353                                         "Extension programs should be JITed\n");
19354                                 return -EINVAL;
19355                         }
19356                 }
19357                 if (!tgt_prog->jited) {
19358                         bpf_log(log, "Can attach to only JITed progs\n");
19359                         return -EINVAL;
19360                 }
19361                 if (tgt_prog->type == prog->type) {
19362                         /* Cannot fentry/fexit another fentry/fexit program.
19363                          * Cannot attach program extension to another extension.
19364                          * It's ok to attach fentry/fexit to extension program.
19365                          */
19366                         bpf_log(log, "Cannot recursively attach\n");
19367                         return -EINVAL;
19368                 }
19369                 if (tgt_prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19370                     prog_extension &&
19371                     (tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FENTRY ||
19372                      tgt_prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_FEXIT)) {
19373                         /* Program extensions can extend all program types
19374                          * except fentry/fexit. The reason is the following.
19375                          * The fentry/fexit programs are used for performance
19376                          * analysis, stats and can be attached to any program
19377                          * type except themselves. When extension program is
19378                          * replacing XDP function it is necessary to allow
19379                          * performance analysis of all functions. Both original
19380                          * XDP program and its program extension. Hence
19381                          * attaching fentry/fexit to BPF_PROG_TYPE_EXT is
19382                          * allowed. If extending of fentry/fexit was allowed it
19383                          * would be possible to create long call chain
19384                          * fentry->extension->fentry->extension beyond
19385                          * reasonable stack size. Hence extending fentry is not
19386                          * allowed.
19387                          */
19388                         bpf_log(log, "Cannot extend fentry/fexit\n");
19389                         return -EINVAL;
19390                 }
19391         } else {
19392                 if (prog_extension) {
19393                         bpf_log(log, "Cannot replace kernel functions\n");
19394                         return -EINVAL;
19395                 }
19396         }
19397
19398         switch (prog->expected_attach_type) {
19399         case BPF_TRACE_RAW_TP:
19400                 if (tgt_prog) {
19401                         bpf_log(log,
19402                                 "Only FENTRY/FEXIT progs are attachable to another BPF prog\n");
19403                         return -EINVAL;
19404                 }
19405                 if (!btf_type_is_typedef(t)) {
19406                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a typedef\n",
19407                                 btf_id);
19408                         return -EINVAL;
19409                 }
19410                 if (strncmp(prefix, tname, sizeof(prefix) - 1)) {
19411                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u points to wrong type name %s\n",
19412                                 btf_id, tname);
19413                         return -EINVAL;
19414                 }
19415                 tname += sizeof(prefix) - 1;
19416                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19417                 if (!btf_type_is_ptr(t))
19418                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19419                         return -EINVAL;
19420                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19421                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19422                         /* should never happen in valid vmlinux build */
19423                         return -EINVAL;
19424
19425                 break;
19426         case BPF_TRACE_ITER:
19427                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19428                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19429                                 btf_id);
19430                         return -EINVAL;
19431                 }
19432                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19433                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19434                         return -EINVAL;
19435                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19436                 if (ret)
19437                         return ret;
19438                 break;
19439         default:
19440                 if (!prog_extension)
19441                         return -EINVAL;
19442                 fallthrough;
19443         case BPF_MODIFY_RETURN:
19444         case BPF_LSM_MAC:
19445         case BPF_LSM_CGROUP:
19446         case BPF_TRACE_FENTRY:
19447         case BPF_TRACE_FEXIT:
19448                 if (!btf_type_is_func(t)) {
19449                         bpf_log(log, "attach_btf_id %u is not a function\n",
19450                                 btf_id);
19451                         return -EINVAL;
19452                 }
19453                 if (prog_extension &&
19454                     btf_check_type_match(log, prog, btf, t))
19455                         return -EINVAL;
19456                 t = btf_type_by_id(btf, t->type);
19457                 if (!btf_type_is_func_proto(t))
19458                         return -EINVAL;
19459
19460                 if ((prog->aux->saved_dst_prog_type || prog->aux->saved_dst_attach_type) &&
19461                     (!tgt_prog || prog->aux->saved_dst_prog_type != tgt_prog->type ||
19462                      prog->aux->saved_dst_attach_type != tgt_prog->expected_attach_type))
19463                         return -EINVAL;
19464
19465                 if (tgt_prog && conservative)
19466                         t = NULL;
19467
19468                 ret = btf_distill_func_proto(log, btf, t, tname, &tgt_info->fmodel);
19469                 if (ret < 0)
19470                         return ret;
19471
19472                 if (tgt_prog) {
19473                         if (subprog == 0)
19474                                 addr = (long) tgt_prog->bpf_func;
19475                         else
19476                                 addr = (long) tgt_prog->aux->func[subprog]->bpf_func;
19477                 } else {
19478                         if (btf_is_module(btf)) {
19479                                 mod = btf_try_get_module(btf);
19480                                 if (mod)
19481                                         addr = find_kallsyms_symbol_value(mod, tname);
19482                                 else
19483                                         addr = 0;
19484                         } else {
19485                                 addr = kallsyms_lookup_name(tname);
19486                         }
19487                         if (!addr) {
19488                                 module_put(mod);
19489                                 bpf_log(log,
19490                                         "The address of function %s cannot be found\n",
19491                                         tname);
19492                                 return -ENOENT;
19493                         }
19494                 }
19495
19496                 if (prog->aux->sleepable) {
19497                         ret = -EINVAL;
19498                         switch (prog->type) {
19499                         case BPF_PROG_TYPE_TRACING:
19500
19501                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can be sleepable if they are
19502                                  * attached to ALLOW_ERROR_INJECTION and are not in denylist.
19503                                  */
19504                                 if (!check_non_sleepable_error_inject(btf_id) &&
19505                                     within_error_injection_list(addr))
19506                                         ret = 0;
19507                                 /* fentry/fexit/fmod_ret progs can also be sleepable if they are
19508                                  * in the fmodret id set with the KF_SLEEPABLE flag.
19509                                  */
19510                                 else {
19511                                         u32 *flags = btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id,
19512                                                                                 prog);
19513
19514                                         if (flags && (*flags & KF_SLEEPABLE))
19515                                                 ret = 0;
19516                                 }
19517                                 break;
19518                         case BPF_PROG_TYPE_LSM:
19519                                 /* LSM progs check that they are attached to bpf_lsm_*() funcs.
19520                                  * Only some of them are sleepable.
19521                                  */
19522                                 if (bpf_lsm_is_sleepable_hook(btf_id))
19523                                         ret = 0;
19524                                 break;
19525                         default:
19526                                 break;
19527                         }
19528                         if (ret) {
19529                                 module_put(mod);
19530                                 bpf_log(log, "%s is not sleepable\n", tname);
19531                                 return ret;
19532                         }
19533                 } else if (prog->expected_attach_type == BPF_MODIFY_RETURN) {
19534                         if (tgt_prog) {
19535                                 module_put(mod);
19536                                 bpf_log(log, "can't modify return codes of BPF programs\n");
19537                                 return -EINVAL;
19538                         }
19539                         ret = -EINVAL;
19540                         if (btf_kfunc_is_modify_return(btf, btf_id, prog) ||
19541                             !check_attach_modify_return(addr, tname))
19542                                 ret = 0;
19543                         if (ret) {
19544                                 module_put(mod);
19545                                 bpf_log(log, "%s() is not modifiable\n", tname);
19546                                 return ret;
19547                         }
19548                 }
19549
19550                 break;
19551         }
19552         tgt_info->tgt_addr = addr;
19553         tgt_info->tgt_name = tname;
19554         tgt_info->tgt_type = t;
19555         tgt_info->tgt_mod = mod;
19556         return 0;
19557 }
19558
19559 BTF_SET_START(btf_id_deny)
19560 BTF_ID_UNUSED
19561 #ifdef CONFIG_SMP
19562 BTF_ID(func, migrate_disable)
19563 BTF_ID(func, migrate_enable)
19564 #endif
19565 #if !defined CONFIG_PREEMPT_RCU && !defined CONFIG_TINY_RCU
19566 BTF_ID(func, rcu_read_unlock_strict)
19567 #endif
19568 #if defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE)
19569 BTF_ID(func, preempt_count_add)
19570 BTF_ID(func, preempt_count_sub)
19571 #endif
19572 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RCU
19573 BTF_ID(func, __rcu_read_lock)
19574 BTF_ID(func, __rcu_read_unlock)
19575 #endif
19576 BTF_SET_END(btf_id_deny)
19577
19578 static bool can_be_sleepable(struct bpf_prog *prog)
19579 {
19580         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING) {
19581                 switch (prog->expected_attach_type) {
19582                 case BPF_TRACE_FENTRY:
19583                 case BPF_TRACE_FEXIT:
19584                 case BPF_MODIFY_RETURN:
19585                 case BPF_TRACE_ITER:
19586                         return true;
19587                 default:
19588                         return false;
19589                 }
19590         }
19591         return prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM ||
19592                prog->type == BPF_PROG_TYPE_KPROBE /* only for uprobes */ ||
19593                prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS;
19594 }
19595
19596 static int check_attach_btf_id(struct bpf_verifier_env *env)
19597 {
19598         struct bpf_prog *prog = env->prog;
19599         struct bpf_prog *tgt_prog = prog->aux->dst_prog;
19600         struct bpf_attach_target_info tgt_info = {};
19601         u32 btf_id = prog->aux->attach_btf_id;
19602         struct bpf_trampoline *tr;
19603         int ret;
19604         u64 key;
19605
19606         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_SYSCALL) {
19607                 if (prog->aux->sleepable)
19608                         /* attach_btf_id checked to be zero already */
19609                         return 0;
19610                 verbose(env, "Syscall programs can only be sleepable\n");
19611                 return -EINVAL;
19612         }
19613
19614         if (prog->aux->sleepable && !can_be_sleepable(prog)) {
19615                 verbose(env, "Only fentry/fexit/fmod_ret, lsm, iter, uprobe, and struct_ops programs can be sleepable\n");
19616                 return -EINVAL;
19617         }
19618
19619         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_STRUCT_OPS)
19620                 return check_struct_ops_btf_id(env);
19621
19622         if (prog->type != BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19623             prog->type != BPF_PROG_TYPE_LSM &&
19624             prog->type != BPF_PROG_TYPE_EXT)
19625                 return 0;
19626
19627         ret = bpf_check_attach_target(&env->log, prog, tgt_prog, btf_id, &tgt_info);
19628         if (ret)
19629                 return ret;
19630
19631         if (tgt_prog && prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT) {
19632                 /* to make freplace equivalent to their targets, they need to
19633                  * inherit env->ops and expected_attach_type for the rest of the
19634                  * verification
19635                  */
19636                 env->ops = bpf_verifier_ops[tgt_prog->type];
19637                 prog->expected_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19638         }
19639
19640         /* store info about the attachment target that will be used later */
19641         prog->aux->attach_func_proto = tgt_info.tgt_type;
19642         prog->aux->attach_func_name = tgt_info.tgt_name;
19643         prog->aux->mod = tgt_info.tgt_mod;
19644
19645         if (tgt_prog) {
19646                 prog->aux->saved_dst_prog_type = tgt_prog->type;
19647                 prog->aux->saved_dst_attach_type = tgt_prog->expected_attach_type;
19648         }
19649
19650         if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_RAW_TP) {
19651                 prog->aux->attach_btf_trace = true;
19652                 return 0;
19653         } else if (prog->expected_attach_type == BPF_TRACE_ITER) {
19654                 if (!bpf_iter_prog_supported(prog))
19655                         return -EINVAL;
19656                 return 0;
19657         }
19658
19659         if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_LSM) {
19660                 ret = bpf_lsm_verify_prog(&env->log, prog);
19661                 if (ret < 0)
19662                         return ret;
19663         } else if (prog->type == BPF_PROG_TYPE_TRACING &&
19664                    btf_id_set_contains(&btf_id_deny, btf_id)) {
19665                 return -EINVAL;
19666         }
19667
19668         key = bpf_trampoline_compute_key(tgt_prog, prog->aux->attach_btf, btf_id);
19669         tr = bpf_trampoline_get(key, &tgt_info);
19670         if (!tr)
19671                 return -ENOMEM;
19672
19673         if (tgt_prog && tgt_prog->aux->tail_call_reachable)
19674                 tr->flags = BPF_TRAMP_F_TAIL_CALL_CTX;
19675
19676         prog->aux->dst_trampoline = tr;
19677         return 0;
19678 }
19679
19680 struct btf *bpf_get_btf_vmlinux(void)
19681 {
19682         if (!btf_vmlinux && IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_INFO_BTF)) {
19683                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19684                 if (!btf_vmlinux)
19685                         btf_vmlinux = btf_parse_vmlinux();
19686                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19687         }
19688         return btf_vmlinux;
19689 }
19690
19691 int bpf_check(struct bpf_prog **prog, union bpf_attr *attr, bpfptr_t uattr, __u32 uattr_size)
19692 {
19693         u64 start_time = ktime_get_ns();
19694         struct bpf_verifier_env *env;
19695         int i, len, ret = -EINVAL, err;
19696         u32 log_true_size;
19697         bool is_priv;
19698
19699         /* no program is valid */
19700         if (ARRAY_SIZE(bpf_verifier_ops) == 0)
19701                 return -EINVAL;
19702
19703         /* 'struct bpf_verifier_env' can be global, but since it's not small,
19704          * allocate/free it every time bpf_check() is called
19705          */
19706         env = kzalloc(sizeof(struct bpf_verifier_env), GFP_KERNEL);
19707         if (!env)
19708                 return -ENOMEM;
19709
19710         env->bt.env = env;
19711
19712         len = (*prog)->len;
19713         env->insn_aux_data =
19714                 vzalloc(array_size(sizeof(struct bpf_insn_aux_data), len));
19715         ret = -ENOMEM;
19716         if (!env->insn_aux_data)
19717                 goto err_free_env;
19718         for (i = 0; i < len; i++)
19719                 env->insn_aux_data[i].orig_idx = i;
19720         env->prog = *prog;
19721         env->ops = bpf_verifier_ops[env->prog->type];
19722         env->fd_array = make_bpfptr(attr->fd_array, uattr.is_kernel);
19723         is_priv = bpf_capable();
19724
19725         bpf_get_btf_vmlinux();
19726
19727         /* grab the mutex to protect few globals used by verifier */
19728         if (!is_priv)
19729                 mutex_lock(&bpf_verifier_lock);
19730
19731         /* user could have requested verbose verifier output
19732          * and supplied buffer to store the verification trace
19733          */
19734         ret = bpf_vlog_init(&env->log, attr->log_level,
19735                             (char __user *) (unsigned long) attr->log_buf,
19736                             attr->log_size);
19737         if (ret)
19738                 goto err_unlock;
19739
19740         mark_verifier_state_clean(env);
19741
19742         if (IS_ERR(btf_vmlinux)) {
19743                 /* Either gcc or pahole or kernel are broken. */
19744                 verbose(env, "in-kernel BTF is malformed\n");
19745                 ret = PTR_ERR(btf_vmlinux);
19746                 goto skip_full_check;
19747         }
19748
19749         env->strict_alignment = !!(attr->prog_flags & BPF_F_STRICT_ALIGNMENT);
19750         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS))
19751                 env->strict_alignment = true;
19752         if (attr->prog_flags & BPF_F_ANY_ALIGNMENT)
19753                 env->strict_alignment = false;
19754
19755         env->allow_ptr_leaks = bpf_allow_ptr_leaks();
19756         env->allow_uninit_stack = bpf_allow_uninit_stack();
19757         env->bypass_spec_v1 = bpf_bypass_spec_v1();
19758         env->bypass_spec_v4 = bpf_bypass_spec_v4();
19759         env->bpf_capable = bpf_capable();
19760
19761         if (is_priv)
19762                 env->test_state_freq = attr->prog_flags & BPF_F_TEST_STATE_FREQ;
19763
19764         env->explored_states = kvcalloc(state_htab_size(env),
19765                                        sizeof(struct bpf_verifier_state_list *),
19766                                        GFP_USER);
19767         ret = -ENOMEM;
19768         if (!env->explored_states)
19769                 goto skip_full_check;
19770
19771         ret = add_subprog_and_kfunc(env);
19772         if (ret < 0)
19773                 goto skip_full_check;
19774
19775         ret = check_subprogs(env);
19776         if (ret < 0)
19777                 goto skip_full_check;
19778
19779         ret = check_btf_info(env, attr, uattr);
19780         if (ret < 0)
19781                 goto skip_full_check;
19782
19783         ret = check_attach_btf_id(env);
19784         if (ret)
19785                 goto skip_full_check;
19786
19787         ret = resolve_pseudo_ldimm64(env);
19788         if (ret < 0)
19789                 goto skip_full_check;
19790
19791         if (bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19792                 ret = bpf_prog_offload_verifier_prep(env->prog);
19793                 if (ret)
19794                         goto skip_full_check;
19795         }
19796
19797         ret = check_cfg(env);
19798         if (ret < 0)
19799                 goto skip_full_check;
19800
19801         ret = do_check_subprogs(env);
19802         ret = ret ?: do_check_main(env);
19803
19804         if (ret == 0 && bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux))
19805                 ret = bpf_prog_offload_finalize(env);
19806
19807 skip_full_check:
19808         kvfree(env->explored_states);
19809
19810         if (ret == 0)
19811                 ret = check_max_stack_depth(env);
19812
19813         /* instruction rewrites happen after this point */
19814         if (ret == 0)
19815                 ret = optimize_bpf_loop(env);
19816
19817         if (is_priv) {
19818                 if (ret == 0)
19819                         opt_hard_wire_dead_code_branches(env);
19820                 if (ret == 0)
19821                         ret = opt_remove_dead_code(env);
19822                 if (ret == 0)
19823                         ret = opt_remove_nops(env);
19824         } else {
19825                 if (ret == 0)
19826                         sanitize_dead_code(env);
19827         }
19828
19829         if (ret == 0)
19830                 /* program is valid, convert *(u32*)(ctx + off) accesses */
19831                 ret = convert_ctx_accesses(env);
19832
19833         if (ret == 0)
19834                 ret = do_misc_fixups(env);
19835
19836         /* do 32-bit optimization after insn patching has done so those patched
19837          * insns could be handled correctly.
19838          */
19839         if (ret == 0 && !bpf_prog_is_offloaded(env->prog->aux)) {
19840                 ret = opt_subreg_zext_lo32_rnd_hi32(env, attr);
19841                 env->prog->aux->verifier_zext = bpf_jit_needs_zext() ? !ret
19842                                                                      : false;
19843         }
19844
19845         if (ret == 0)
19846                 ret = fixup_call_args(env);
19847
19848         env->verification_time = ktime_get_ns() - start_time;
19849         print_verification_stats(env);
19850         env->prog->aux->verified_insns = env->insn_processed;
19851
19852         /* preserve original error even if log finalization is successful */
19853         err = bpf_vlog_finalize(&env->log, &log_true_size);
19854         if (err)
19855                 ret = err;
19856
19857         if (uattr_size >= offsetofend(union bpf_attr, log_true_size) &&
19858             copy_to_bpfptr_offset(uattr, offsetof(union bpf_attr, log_true_size),
19859                                   &log_true_size, sizeof(log_true_size))) {
19860                 ret = -EFAULT;
19861                 goto err_release_maps;
19862         }
19863
19864         if (ret)
19865                 goto err_release_maps;
19866
19867         if (env->used_map_cnt) {
19868                 /* if program passed verifier, update used_maps in bpf_prog_info */
19869                 env->prog->aux->used_maps = kmalloc_array(env->used_map_cnt,
19870                                                           sizeof(env->used_maps[0]),
19871                                                           GFP_KERNEL);
19872
19873                 if (!env->prog->aux->used_maps) {
19874                         ret = -ENOMEM;
19875                         goto err_release_maps;
19876                 }
19877
19878                 memcpy(env->prog->aux->used_maps, env->used_maps,
19879                        sizeof(env->used_maps[0]) * env->used_map_cnt);
19880                 env->prog->aux->used_map_cnt = env->used_map_cnt;
19881         }
19882         if (env->used_btf_cnt) {
19883                 /* if program passed verifier, update used_btfs in bpf_prog_aux */
19884                 env->prog->aux->used_btfs = kmalloc_array(env->used_btf_cnt,
19885                                                           sizeof(env->used_btfs[0]),
19886                                                           GFP_KERNEL);
19887                 if (!env->prog->aux->used_btfs) {
19888                         ret = -ENOMEM;
19889                         goto err_release_maps;
19890                 }
19891
19892                 memcpy(env->prog->aux->used_btfs, env->used_btfs,
19893                        sizeof(env->used_btfs[0]) * env->used_btf_cnt);
19894                 env->prog->aux->used_btf_cnt = env->used_btf_cnt;
19895         }
19896         if (env->used_map_cnt || env->used_btf_cnt) {
19897                 /* program is valid. Convert pseudo bpf_ld_imm64 into generic
19898                  * bpf_ld_imm64 instructions
19899                  */
19900                 convert_pseudo_ld_imm64(env);
19901         }
19902
19903         adjust_btf_func(env);
19904
19905 err_release_maps:
19906         if (!env->prog->aux->used_maps)
19907                 /* if we didn't copy map pointers into bpf_prog_info, release
19908                  * them now. Otherwise free_used_maps() will release them.
19909                  */
19910                 release_maps(env);
19911         if (!env->prog->aux->used_btfs)
19912                 release_btfs(env);
19913
19914         /* extension progs temporarily inherit the attach_type of their targets
19915            for verification purposes, so set it back to zero before returning
19916          */
19917         if (env->prog->type == BPF_PROG_TYPE_EXT)
19918                 env->prog->expected_attach_type = 0;
19919
19920         *prog = env->prog;
19921 err_unlock:
19922         if (!is_priv)
19923                 mutex_unlock(&bpf_verifier_lock);
19924         vfree(env->insn_aux_data);
19925 err_free_env:
19926         kfree(env);
19927         return ret;
19928 }